Melisa 27 o C sıcaklıkta 2 L hacmindeki bir balon hazırlıyor. Hazırladığı balonun hacmini balondaki gaz kütlesini değiştirmeden 1 L yapmak için balonu kaç o Cʼa kadar soğutmalıdır?

Bir kap içerisinde bulunan gazın mol sayısı ve basıncı sabit kalırken sıcaklık ile hacim doğru orantılı kavramlardır. Gaz ısıtıldığında taneciklerinin kinetik enerjisi artar ve sonucunda taneciklerin kaba çarpış hızı ve sayısı artar. Kap üzerinde piston olduğu vakitlerde gaz molekülleri bunu yukarı ittirerek kabın hacminin artmasına sebep olur. Bir kabın sıcaklığı artırıldığında kapta iki adet olay meydana gelir.

• Gazın içerisinde bulunduğu kap hacmi değişemeyen bir türde ise kinetik enerjisi artan moleküller gazın basıncının artmasına sebep olur.
• İçinde bulunduğu kap esnek bir yapıya sahip ve hacmi değişebiliyor ise kabın hacminin değişmesine sebep olur. Bu şekildeki kaplarda gazın basıncı değişmez.

Charles yasası olarak adlandırılan teoride sabit basınç altında bulunan bir gazın hacim değişikliği aynı oranda sıcaklığa da etki etmektedir. Bu olay iki taraflı olup sıcaklık artması durumunda da hacmin artışına sebep olmaktadır.

Yukarıdaki soruda ise diğer kavramlar sabit kalırken yalnızca sıcaklık ve hacim değişmektedir. P.V=n.R.T bağlantısından yola çıkarak sıcaklık ile hacim ters taraflarda bulunduğundan V/T orantısı ile ilk durum ve son durum karşılaştırılabilir. Bu soruda en dikkat edilmesi gereken nokta ise birimlerdir. Hacmin birimi litre olarak alınması gerekirken sıcaklık birimi olarak Kelvin kullanılmalıdır. V₁/T₁=V₂/T₂ bağlantısı bizi sonuca götürecektir.

İlk durumda 27 C olarak verilen sıcaklık 27+273 bağlantısı ile 300 olarak bulunur. Hacim ise 2 litredir.

İkinci durumda ise X olarak sıcaklığı alabiliriz. Hacim ise 1 litre olarak belirtilmiş.

2 litre hacimde 300 K olan sıcaklık 1 litre hacimde 150 K olur. 150-273 bağlantısı ile yeni sıcaklık – 123 C olarak bulunur.