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。 热
符号与 SI 单位
| 符号 | 含义 | SI 单位 |
|---|---|---|
| V₁ | 初体积 | m³ |
| T₁ | 初绝对温度 | K |
| V₂ | 末体积 | m³ |
| T₂ | 末绝对温度 | K |
公式变形
V₂ = V₁T₂ / T₁T₂ = V₂T₁ / V₁
解题示例
常见陷阱
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 / T₁ 或 T₂ = 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。
在计算下,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)