Calcolatore della legge di Charles
La legge di Charles afferma che il volume di una quantità fissa di gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta quando la pressione resta costante: V₁/T₁ = V₂/T₂. Se riscaldi un gas, si espande; se lo raffreddi, si contrae. Questo calcolatore determina il volume finale V₂: basta inserire il volume iniziale V₁, la temperatura iniziale T₁ e la temperatura finale T₂, tenere entrambe le temperature in kelvin, e il risultato si aggiorna all’istante mentre digiti. È ideale per i compiti di chimica, le esercitazioni di fisica e le verifiche rapide di come si comporta un gas quando viene riscaldato o raffreddato.
Come usare il calcolatore della legge di Charles
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1
Inserisci lo stato iniziale
Digita il volume iniziale V₁ e la temperatura assoluta iniziale T₁ in kelvin.
-
2
Inserisci la temperatura finale
Aggiungi la temperatura finale T₂, sempre in kelvin (somma 273,15 per convertire dai °C).
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3
Leggi il volume finale
Lo strumento calcola V₂ = V₁·T₂/T₁ e lo mostra accanto a tutti i tuoi dati.
La formula della legge di Charles spiegata
La legge di Charles afferma che, a pressione costante, il volume di una massa fissa di un gas ideale diviso per la sua temperatura assoluta rimane costante:
V₁ / T₁ = V₂ / T₂
Isolando il volume finale si ottiene la formula utilizzata da questo calcolatore:
V₂ = V₁ · T₂ / T₁
Il volume può essere espresso in qualunque unità preferisci (litri, millilitri, metri cubi) purché tu usi la stessa unità su entrambi i lati; il rapporto elimina le unità, quindi V₂ risulta nella stessa unità di V₁. La temperatura, invece, deve essere sempre assoluta (kelvin), perché la proporzionalità vale solo quando lo 0 indica assenza di energia termica.
Esempio svolto
Un palloncino contiene 2 L di gas a 273 K (0 °C). Lo riscaldi fino a 373 K (100 °C) mantenendo la pressione costante. Qual è il nuovo volume?
V₂ = 2 × 373 ÷ 273 ≈ 746 ÷ 273 ≈ 2,7326 L
Il gas si espande perché la sua temperatura assoluta è aumentata di un fattore 373/273 ≈ 1,366.
Riferimento rapido
| Grandezza | Simbolo | Nota |
|---|---|---|
| Volume iniziale | V₁ | Qualsiasi unità |
| Temperatura iniziale | T₁ | Solo kelvin |
| Temperatura finale | T₂ | Solo kelvin |
| Volume finale | V₂ | Stessa unità di V₁ |
Errori comuni
- Usare i °C invece dei K. Somma sempre 273,15 per convertire i gradi Celsius in kelvin (0 °C → 273,15 K). Inserire 0 °C direttamente rende T₁ = 0 e il calcolo non funziona.
- Cambiare la pressione. La legge di Charles presuppone una pressione costante. Se cambia anche la pressione, usa invece la legge combinata dei gas P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.
- Aggiungere o togliere gas. La quantità di gas (moli, n) deve restare fissa. Se varia, passa alla legge dei gas ideali completa PV = nRT.
- Confondere i rapporti di temperatura con le differenze. Il volume varia con il rapporto T₂/T₁, non con la differenza T₂ − T₁, quindi raddoppiare la temperatura in kelvin raddoppia il volume.
Domande frequenti
La legge di Charles afferma che, a pressione costante, il volume di una quantità fissa di un gas ideale è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta: V₁/T₁ = V₂/T₂. Riscaldare il gas ne aumenta il volume; raffreddarlo lo riduce.
La legge si basa sulla temperatura assoluta, dove 0 K indica assenza di energia termica. I gradi Celsius e Fahrenheit hanno punti zero arbitrari e possono essere negativi, il che rompe la proporzionalità. Converti sommando 273,15 a un valore in gradi Celsius prima di inserirlo.
No. Puoi usare litri, millilitri, metri cubi o qualsiasi unità per V₁, e V₂ risulta nella stessa unità. Solo le temperature devono essere in kelvin; il rapporto tra i volumi è indipendente dall’unità.
I numeri che inserisci vengono inviati ai nostri server per calcolare il risultato e, in modalità passo-passo, vengono inclusi nel link della pagina. Non vengono salvati in un database né condivisi con nessuno.
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