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Charles's law 公式,SPM 物理

公式:V₁ / T₁ = V₂ / T₂。考试不提供,需记忆。

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Charles's law
V₁ / T₁ = V₂ / T₂

考试不提供,需记忆。

用途

Charles's law 用于热(SPM 物理中四)。每一行运算都要带 SI 单位。

符号与 SI 单位

符号含义SI 单位
V₁初体积
T₁初绝对温度K
V₂末体积
T₂末绝对温度K

公式变形

  • V₂ = V₁T₂ / T₁
  • T₂ = V₂T₁ / V₁

解题示例

体积 V₁ = 300 cm³、温度 T₁ = 300 K 的气体在恒压下加热至 T₂ = 400 K。 V₂ = V₁T₂ / T₁ = (300 × 400) / 300 = 400 cm³。

常见陷阱

温度必须用开尔文。仅在定量气体恒压时成立。

理解查理定律

查理定律 V₁ / T₁ = V₂ / T₂ 适用于恒压下的定量气体。V 是体积,可用 m³、升或 cm³;T 是绝对温度,单位开尔文(K)。

下标 1 和 2 标示初态与末态。

该定律指出体积与绝对温度成正比:加热气体,它随开尔文温度同步膨胀。这是因为更热的粒子运动更快,把器壁向外推以维持压强不变。

求未知量时,整理为 V₂ = V₁T₂ / T₁T₂ = V₂T₁ / V₁。温度必须用开尔文,故须先换算任何摄氏值。

分步解题示例

一气体体积 V₁ = 400 cm³,温度 θ₁ = 27 °C。它在恒压下被加热到 θ₂ = 177 °C。

求新体积 V₂。

先换算为开尔文:T₁ = 27 + 273 = 300 K,T₂ = 177 + 273 = 450 K。

写出整理后的公式:V₂ = V₁T₂ / T₁。代入并带单位:V₂ = (400 cm³ × 450 K) / 300 K。

分子:400 × 450 = 180000。除以 300:180000 / 300 = 600。

故 V₂ = 600 cm³。开尔文单位相消,留下 cm³。

气体膨胀到 600 cm³,取三位有效数字。

常见错误与考法

最大陷阱是把温度留在摄氏度。若直接用 27 和 177,比值就会错;必须先换算为 300 K 和 450 K。

此定律也仅在定量气体恒压时成立。

其他错误:以为摄氏温度加倍体积就加倍(并非如此);方程中把体积单位混用;以及忘记气体冷却时收缩,故 V₂ 可小于 V₁。

计算下,展示开尔文换算与带单位的代入。解释可能要你用粒子运动说明气球在阳光下为何膨胀。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
查理定律为什么要把温度换算为开尔文?
体积与绝对温度成正比,绝对温度从绝对零度量起。摄氏度的零点是任意的,用它会得到错误的比值。代入前用 T = °C + 273 换算。
查理定律成立需要满足什么条件?
压强和气体质量必须保持不变。只有这样体积才与绝对温度成正比。若压强也变化,改用一般气体定律。
摄氏温度加倍会使体积加倍吗?
不会。只有绝对(开尔文)温度加倍才使体积加倍。从 27 °C 到 54 °C 是 300 K 到 327 K,故体积仅小幅上升,并非加倍。

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