Gesetz von Charles Rechner
Gib ein Startvolumen und zwei Kelvin-Temperaturen ein, um das Endvolumen eines Gases bei konstantem Druck zu erhalten — und sieh, wie das Volumen der absoluten Temperatur folgt.
Volumen aus der Temperatur
Gib das Anfangsvolumen und die zwei Temperaturen ein und der Rechner liefert das Endvolumen V₂ mit V₁/T₁ = V₂/T₂.
Kelvin verwenden
Die Temperaturen müssen absolut sein — rechne °C in Kelvin um, indem du 273,15 addierst, sonst stimmt das Verhältnis nicht.
Was ist das Gesetz von Charles?
Das Volumen wächst mit der absoluten Temperatur
Dieser Gesetz-von-Charles-Rechner macht aus drei Größen — einem Startvolumen und zwei absoluten Temperaturen — das Endvolumen eines Gases. Das Gesetz von Charles besagt, dass das Volumen einer festen Gasmenge bei konstantem Druck direkt proportional zu seiner Temperatur auf der absoluten (Kelvin-)Skala ist: Erwärmst du das Gas, dehnt es sich aus, kühlst du es ab, zieht es sich zusammen — genau im selben Verhältnis wie die Temperaturen. Entdeckt von Jacques Charles und später von Joseph Gay-Lussac quantifiziert, ist es eines der einfachen Gasgesetze, die zum idealen Gasgesetz zusammenfließen, und erklärt Alltagseffekte vom aufsteigenden Heißluftballon bis zur Tüte, die sich in der Sonne aufbläht.
Gib das Anfangsvolumen sowie die Anfangs- und Endtemperatur in Kelvin ein, um sofort das Endvolumen zu erhalten.
Weil das Volumen geteilt durch die absolute Temperatur konstant bleibt, V₁/T₁ = V₂/T₂, stellst du die Gleichung direkt nach dem Endvolumen um.
V₂ = (V₁ × T₂) / T₁Nimm ein Rechenbeispiel: 1 Liter Gas bei 273,15 K (0 °C) wird bei konstantem Druck auf 373,15 K (100 °C) erwärmt. Multipliziere das Anfangsvolumen mit der Endtemperatur, 1 × 373,15 = 373,15, und teile dann durch die Anfangstemperatur, 373,15 / 273,15 ≈ 1,366099 L. Das Gas nimmt etwa 37 % mehr Raum ein, einfach weil seine absolute Temperatur im selben Verhältnis gestiegen ist. Beachte, dass nur das Verhältnis der beiden Temperaturen zählt, sodass das Endvolumen in derselben Einheit zurückkommt, die du für das Anfangsvolumen verwendet hast.
Die Formel ist für ein ideales Gas exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du im Blick behalten.
Absolute Temperatur, konstanter Druck, ideales Gas
Beide Temperaturen müssen in Kelvin vorliegen — Celsius ergibt ein bedeutungsloses Verhältnis, und eine Temperatur von null oder darunter wird abgewiesen, weil die absolute Temperatur nicht negativ sein kann. Das Gesetz von Charles setzt außerdem voraus, dass Druck und Gasmenge fest bleiben, es gilt also nicht, wenn ein Behälter dicht und starr ist oder Gas entweicht. Reale Gase folgen ihm bei alltäglichen Bedingungen sehr genau, weichen aber nahe der Kondensation oder bei sehr hohem Druck ab.