샤를의 법칙(Charles's law)

샤를의 법칙(Charles's law)

샤를의 법칙(Charles's law)이란 기체의 온도-부피 간의 상관관계를 제시한 법칙이다. 기체에 열을 가하면 기체 분자의 운동이 활발해지면서 벽면에 충돌하는 기체분자의 수가 많아지고 이에 따라 부피가 팽창하게 된다. 고체나 액체가 종류에 따라 열팽창하는 정도가 달라지는 것에 비해 기체는 종류에 상관없이 열팽창을 하는 정도가 같다.

즉, 일정압력(P)에서 절대온도(K)와 부피(V)가 정비례한다는 법칙이다.

 

여기서 T는 일반적인 섭씨 온도(℃)가 아닌 절대온도(K)임에 유의하자.

절대온도 (K) = 섭씨온도 (℃) + 273.15

위 식을 섭씨온도에 관한식으로 바꿔주면 아래와 같은 식을 얻을 수 있다.

일정한 압력에서 일정량의 기체의 부피는 온도가1 ℃ 상승할 때마다 0 ℃일 때 부피의 1/273만큼씩 증가하고, 온도가 1℃ 내려가면 0 ℃일 때 부피의 1/273 만큼씩 감소한다.

절대영도(Absolute Zero)

이론적으로 기체의 부피가 0이 되는 온도인 -273.15 ℃를 절대영도라고 한다.

당연히 실제로는 절대 영도, 즉 기체의 부피가 0이 되는 온도를 만들 수는 없다. 대부분의 기체가 0K가 되기 전에 이미 액체로 상변화를하기 때문이다.

절대영도에 관한 자세한 내용은 다음에 다루도록하겠다.