Das Volumen oder der Raum, den ein bestimmtes Gas einnimmt, nimmt ab, wenn es abgekühlt wird. Die direkte Beziehung zwischen dem Volumen und der Temperatur eines Gases ist als Charles-Gesetz bekannt, das besagt, dass für alle Gase bei konstanter Temperatur, eine Temperaturerhöhung führt zu einer Volumenzunahme.
Gase können mit vier physikalischen Größen definiert werden: Volumen (V), Druck (P), Temperatur (T) und Anzahl der Gasatome (n). Der allgemeine Zusammenhang zwischen diesen Werten wird mathematisch durch die Gleichung PV = nRT dargestellt, auch als ideales Gasgesetz bekannt, wobei "R" die Proportionalitätskonstante bezeichnet. Die Standardeinheiten umfassen Liter für V, Atmosphären für P, Kelvin für T und Mol für n.
Die Kelvin-Skala wird für das ideale Gasgesetz verwendet, da Temperaturänderungen eines Gases bei Verwendung der Celsius-Skala nicht zu einer direkten Variation seines Volumens führen. Die absolute Temperatur, die 0 Kelvin beträgt, entspricht -273 Grad Celsius. Wenn Sie die Fahrenheit-Skala verwenden, müssen Sie 460 addieren, um die absolute Temperatur in der Rankine-Skala zu erhalten.
Die ideale Gasgleichung zeigt an, dass eine Verringerung der Temperatur eine Verringerung seines Volumens bewirkt. Wenn ein Gas abgekühlt wird, haben die Atome, aus denen das Gas besteht, weniger Energie, um sich zu bewegen. Die Atome neigen dazu, sich zu verdichten und näher zusammenzurücken, wodurch sie weniger Platz einnehmen.
