Fall 1
- Anfangsvolumen V₁
- 1
- Anfangstemperatur T₁
- 273.15K
- Endtemperatur T₂
- 373.15K
1,3661
Mit diesen Werten öffnenRechner zum Gesetz von Charles
1,3661Einheit von V₁
Ergebnis: 1,3661 Einheit von V₁Bei gleichem Druck dehnt sich ein Gas proportional zur absoluten Temperatur aus: doppelte Kelvinzahl, doppeltes Volumen. Anfangsvolumen und beide Temperaturen in Kelvin eintragen. Ein Ballon von 0 °C auf 100 °C wächst um 37 %, nicht um das Hundertfache.
Die Zahlen auf einen Blick
Festgehalten: Anfangsvolumen V₁ 1,000, Anfangstemperatur T₁ 273,15 K.
| Endtemperatur T₂ (K) | Ergebnis |
|---|---|
| 100,00 | 0,3661 |
| 200,00 | 0,7322 |
| 300,00 | 1,0983 |
| 373,15Dein Wert | 1,3661 |
| 400,00 | 1,4644 |
| 500,00 | 1,8305 |
| 600,00 | 2,1966 |
| 700,00 | 2,5627 |
Beispiele durchgerechnet
Fall 2
- Anfangsvolumen V₁
- 10
- Anfangstemperatur T₁
- 290K
- Endtemperatur T₂
- 310K
10,6897
Mit diesen Werten öffnenFall 3
- Anfangsvolumen V₁
- 22.4
- Anfangstemperatur T₁
- 273.15K
- Endtemperatur T₂
- 298.15K
24,4502
Mit diesen Werten öffnenSo wird gerechnet
V₂ = V₁ × T₂ ÷ T₁
- SchrittDas Anfangsvolumen in einer beliebigen Einheit eintragen.
- SchrittBeide Temperaturen in Kelvin umrechnen: Grad Celsius plus 273,15.
- ErgebnisDas Endvolumen in der Einheit des Anfangsvolumens ablesen.
Was die Zahl bedeutet
Kelvin ist hier Pflicht
Das Volumen ist zur absoluten Temperatur proportional, die Skala braucht also einen echten Nullpunkt. Aus 17 und 37 statt 290 K und 310 K macht die Formel bei einem Volumen von 10 die Zahl 21,76 statt 10,69.
Der Druck muss gleich bleiben
Das Gesetz beschreibt ein Gas, das sich gegen einen festen Druck ausdehnen darf — den Ballon im warmen Zimmer. Ändert sich auch der Druck, ist die allgemeine Gasgleichung zuständig.
Das Volumen in beliebiger Einheit
Skaliert wird nur mit dem Temperaturverhältnis, also passen Liter, Milliliter und Kubikmeter gleich gut. Das Ergebnis kommt in der Einheit von V₁ heraus.
Häufig falsch verstanden
0 °C auf 100 °C müsste das Volumen verhundertfachen.
In Kelvin sind es 373,15 durch 273,15, das Volumen wächst also um 37 %. Celsius hat keinen echten Nullpunkt, durch den man teilen könnte.
Der Druck steigt, während das Gas erwärmt wird.
Das Gesetz von Charles setzt durchweg gleichen Druck voraus. Bewegen sich zwei Größen, braucht es die allgemeine Gasgleichung.
Ein Ballon, der im Warmen praller wird, hat Gas dazubekommen.
Die Stoffmenge bleibt gleich, nur das Volumen wächst. Von 4 °C auf 22 °C sind das 295,15 durch 277,15, rund 6,5 % mehr.
Referenztabelle
| V₁, T₁, T₂ | Temperaturänderung | Endvolumen V₂ |
|---|---|---|
| 1, 273,15, 273,15 | keine | 1,0000 |
| 1, 273,15, 373,15 | 0 °C auf 100 °C | 1,3661 |
| 0,5, 250, 500 | verdoppelt | 1,0000 |
| 2, 300, 600 | verdoppelt | 4,0000 |
| 10, 290, 310 | 17 °C auf 37 °C | 10,6897 |
| 22,4, 273,15, 298,15 | 0 °C auf 25 °C | 24,4502 |
Fragen
Was besagt das Gesetz von Charles?
Bei fester Gasmenge und gleichbleibendem Druck ist das Volumen proportional zur absoluten Temperatur. Als Verhältnis geschrieben heißt das: V₁ durch T₁ gleich V₂ durch T₂.
Warum müssen die Temperaturen in Kelvin stehen?
Weil das Gesetz ein Verhältnis beschreibt, und ein Verhältnis braucht eine Skala mit echtem Nullpunkt. In Celsius sähe der Schritt von 0 °C auf 100 °C unendlich aus statt nach einem Zuwachs von 37 %.
Wie stark wächst ein Ballon im warmen Zimmer?
Vom Kühlschrank mit 4 °C in einen Raum mit 22 °C steigt das Volumen um rund 6,5 %, denn 295,15 durch 277,15 ergibt 1,065. Der Ballon wirkt praller, hat aber kein Gas dazubekommen.
Was, wenn sich auch der Druck ändert?
Dann trägt das Gesetz von Charles allein nicht mehr. Dafür gibt es die allgemeine Gasgleichung, die das Druckverhältnis neben dem Temperaturverhältnis führt.
Quellen und letzte Prüfung
Information, keine Fachberatung.