المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01
المختلعة كيف يكون خلعها ؟
2024-11-01
المحكم والمتشابه
2024-11-01

فوائد البصل الطبية (استخدام البصل لعلاج السرطان)
29-3-2016
قيود إجرائية امام القضاء الإداري
2024-04-19
دعاؤه إذا استقال من ذنوبه
12-4-2016
Hans-Joachim Bremermann
21-2-2018
مميزات طريقة حفظ الصور بطريقة RAW
5-1-2022
الحقوق المتفرعة عن الحق في الحياة
28-3-2017

The Relationship between Temperature and Volume: Charles Law  
  
1380   03:00 مساءً   date: 13-6-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................

The Relationship between Temperature and Volume: Charles's Law

Hot air rises, which is why hot-air balloons ascend through the atmosphere and why warm air collects near the ceiling and cooler air collects at ground level. Because of this behavior, heating registers are placed on or near the floor, and vents for air-conditioning are placed on or near the ceiling. The fundamental reason for this behavior is that gases expand when they are heated. Because the same amount of substance now occupies a greater volume, hot air is less dense than cold air. The substance with the lower density—in this case hot air—rises through the substance with the higher density, the cooler air.

The first experiments to quantify the relationship between the temperature and the volume of a gas were carried out in 1783 by an avid balloonist, the French chemist Jacques Alexandre César Charles (1746–1823). Charles’s initial experiments showed that a plot of the volume of a given sample of gas versus temperature (in degrees Celsius) at constant pressure is a straight line. Similar but more precise studies were carried out by another balloon enthusiast, the Frenchman Joseph-Louis Gay-Lussac (1778–1850), who showed that a plot of V versus T was a straight line that could be extrapolated to a point at zero volume, a theoretical condition now known to correspond to −273.15°C (Figure 1.1). A sample of gas cannot really have a volume of zero because any sample of matter must have some volume. Furthermore, at 1 atm pressure all gases liquefy at temperatures well above −273.15°C. Note from part (a) in Figure 1.1 that the slope of the plot of V versus T varies for the same gas at different pressures but that the intercept remains constant at −273.15°C. Similarly, as shown in part (b) in Figure 1.1, plots of V versus T for different amounts of varied gases are straight lines with different slopes but the same intercept on the T axis.

Figure 1.1 : The Relationship between Volume and Temperature. (a) In these plots of volume versus temperature for equal-sized samples of H2 at three different pressures, the solid lines show the experimentally measured data down to −100°C, and the broken lines show the extrapolation of the data to V = 0. The temperature scale is given in both degrees Celsius and kelvins. Although the slopes of the lines decrease with increasing pressure, all of the lines extrapolate to the same temperature at V = 0 (−273.15°C = 0 K). (b) In these plots of volume versus temperature for different amounts of selected gases at 1 atm pressure, all the plots extrapolate to a value of V = 0 at −273.15°C, regardless of the identity or the amount of the gas.

The significance of the invariant T intercept in plots of V versus T was recognized in 1848 by the British physicist William Thomson (1824–1907), later named Lord Kelvin. He postulated that −273.15°C was the lowest possible temperature that could theoretically be achieved, for which he coined the term absolute zero (0 K).

We can state Charles’s and Gay-Lussac’s findings in simple terms: At constant pressure, the volume of a fixed amount of gas is directly proportional to its absolute temperature (in kelvins). This relationship, illustrated in part (b) in Figure 1.1 is often referred to as Charles’s law and is stated mathematically as

V=const.T

or

VT

with temperature expressed in kelvins, not in degrees Celsius. Charles’s law is valid for virtually all gases at temperatures well above their boiling points.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .