Es gibt vier Gesetze, bekannt als Gasgesetze, die beschreiben, wie sich Gase verhalten. Die vier Gesetze sind Boyles Gesetz, Karls Gesetz, Gay-Lussacs Gesetz und Avogadros Gesetz.
Charles ‚ Gesetz
Jacques Charles, ein französischer Physiker, entdeckte in den 1780er Jahren, dass das Erhitzen eines Gases dazu führt, dass es sich um einen bestimmten Anteil ausdehnt. Das Bild unten zeigt, wie das Hinzufügen von Wärme Moleküle schneller bewegen lässt und die Seiten und den Deckel mit größerer Kraft trifft, wodurch der Deckel nach oben bewegt wird, wenn sich das Gas ausdehnt.,
Charles‘ Gesetz im Alltag
Um einen Heißluftballon steigen zu lassen, wird der Luft im Ballon Wärme zugesetzt. Das Hinzufügen von Wärme bewirkt, dass sich die Moleküle weiter voneinander entfernen.
In der Alltagssprache würden wir sagen, dass sich die Luft im Inneren ausdehnt. In diesem Fall nimmt die Gesamtdichte (Masse pro Volumeneinheit) des Ballons und der Luft darin ab. Wenn die Dichte des Ballons abnimmt, um kleiner als die Dichte der Außenluft zu sein, steigt der Ballon an. Umgekehrt schrumpft das Volumen eines Gases, wenn seine Temperatur abnimmt.
Unten sehen Sie, wie flüssiger Stickstoff über einen grünen Ballon gegossen wird. Der kalte flüssige Stickstoff kühlt die Luft im Ballon., Infolgedessen verlangsamen sich die Luftmoleküle, wodurch das Volumen des Ballons abnimmt.
In den Ferien hat möglicherweise jemand, den Sie kennen, ein Truthahnthermometer verwendet. Ein Truthahnthermometer steckt während des Kochens in den Truthahn und taucht dann auf, wenn das Fleisch genug gekocht ist. Wie funktioniert dieses wundersame Stück Technologie? Es hat natürlich mit Karls Gesetz zu tun!, Im Inneren des Truthahnthermometers befindet sich eine kleine Menge Luft. Wenn die Temperatur im Truthahn ansteigt, dehnt sich die Luft im Truthahnthermometer aus. Sobald es ein bestimmtes Volumen erreicht hat, erscheint die Oberseite und sagt dem Koch, dass der Truthahn richtig gekocht ist.
Gay-Lussacs Gesetz
Joseph Louis Gay-Lussac war ein französischer Chemiker und Physiker, der 1802 entdeckte, dass, wenn Sie das Volumen eines Gases konstant halten (z. B. in einem geschlossenen Behälter), und Sie Wärme anwenden, der Druck des Gases ansteigt. Dies liegt daran, dass die Gase mehr kinetische Energie haben, wodurch sie mit mehr Kraft auf die Wände des Behälters treffen (was zu einem größeren Druck führt).
Gay-Lussacs Gesetz im Alltag
In einem Schnellkochtopf sitzt das Essen, das Sie kochen möchten, im Wasser. Wenn die Temperatur des flüssigen Wassers erhöht wird, wird Wasserdampf (Wasser in seinem Gaszustand) erzeugt. Dieser Dampf kann dem Schnellkochtopf nicht entweichen-das heißt, die Lautstärke ändert sich nicht. Der Druck des Wasserdampfes steigt weiter an, bis die Temperatur des Wassers und des Wasserdampfes den normalen Siedepunkt des Wassers (100 °C) überschreitet. Bei dieser höheren Temperatur kann Essen viel schneller gekocht werden., Hartes Fleisch kommt auch viel zarter heraus, nachdem es in einem Schnellkochtopf gekocht wurde.
Wussten Sie, dass sich der Luftdruck auf der Innenseite der Autoreifen ändert, wenn das Auto gefahren wird? Nach der Fahrt steigt der Luftdruck in den Reifen eines Autos. Dies liegt daran, dass Reibung (eine Kontaktkraft) zwischen Reifen und Straße dazu führt, dass sich die Luft in den Reifen erwärmt., Die Luft kann sich nicht ausdehnen, da die Reifen im Wesentlichen ein Behälter mit festem Volumen sind, sodass der Druck zunimmt – das ist das Gesetz von Gay-Lussac!