กฎของชาร์ล (Charles’ law) เป็นกฎทางเคมีที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและอุณหภูมิของแก๊สภายใต้ความดันคงที่ กฎนี้กล่าวว่า ปริมาตรของแก๊สจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ (absolute temperature)
สมการของกฎของชาร์ล
1 | V1/T1 = V2/T2 |
โดยที่
- V1 คือปริมาตรของแก๊สในสถานะเริ่มต้น
- T1 คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ของแก๊สในสถานะเริ่มต้น
- V2 คือปริมาตรของแก๊สในสถานะสุดท้าย
- T2 คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ของแก๊สในสถานะสุดท้าย
การทดลองเพื่อพิสูจน์กฎของชาร์ล
การทดลองเพื่อพิสูจน์กฎของชาร์ลสามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์ดังต่อไปนี้
- หลอดแก้วปิดสนิท
- น้ำ
- แท่งแก้ว
- เทอร์โมมิเตอร์
วิธีการทดลอง
- เติมแก๊สเข้าไปในหลอดแก้ว
- ปิดสนิทหลอดแก้วด้วยจุกแก้ว
- เติมน้ำลงในภาชนะที่เพียงพอสำหรับหลอดแก้วจมอยู่ใต้น้ำ
- วางหลอดแก้วลงในภาชนะ
- สังเกตการเคลื่อนที่ของแท่งแก้ว
เมื่ออุณหภูมิของแก๊สเพิ่มขึ้น ปริมาตรของแก๊สจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ทำให้แท่งแก้วลอยขึ้น
ตัวอย่างการนำกฎของชาร์ลไปใช้
- การเติมลมยางรถยนต์
- การบรรจุอาหารในกระป๋อง
- การบรรจุก๊าซในถัง
ข้อควรระวัง
กฎของชาร์ลใช้ได้เฉพาะในกรณีที่ความดันของแก๊สคงที่เท่านั้น หากความดันของแก๊สเปลี่ยนแปลง กฎนี้จะไม่ถูกต้อง