🌡 查理定律計算機

查理定律以法國科學家 Jacques Charles（1746–1823）命名，指出在定壓下，固定量氣體的體積與其絕對溫度成正比。公式為 V₁ / T₁ = V₂ / T₂，其中溫度必須使用克耳文（K）。當你加熱氣球使其膨脹，或冷天讓籃球看起來有些洩氣時，都是查理定律在發揮作用。

這個計算機非常適合化學學生、氣象學家、工程師以及所有研讀熱力學的人使用。輸入初始體積（V₁）、初始溫度（T₁）、最終體積（V₂）、最終溫度（T₂）四個值中的任意三個，計算機就會回傳第四個。溫度必須以克耳文輸入。如果你的資料是攝氏，請先換算：K = °C + 273.15。

計算機套用關係式 V₁ / T₁ = V₂ / T₂。若已知 V₁、T₁ 和 V₂，則求出 T₂ = (V₂ × T₁) / V₁。若已知 V₁、T₁ 和 T₂，則求出 V₂ = (V₁ × T₂) / T₁。

下表顯示 1 L 氣體在 273 K（0 °C）下，定壓時體積如何隨溫度變化：

注意 V / T 的比值始終維持在 0.00366 L/K，這正是查理定律的核心——體積與絕對溫度成正比。

1. 將所有溫度換算為克耳文（K = °C + 273.15）。
2. 輸入 V₁、T₁、V₂、T₂ 中的任意三個（T 值須為克耳文）。
3. 將第四個欄位留空——那就是要計算的項目。
4. 按下計算按鈕。
5. 檢視結果，確認其符合物理直覺（較高的 T → 較大的 V）。

為什麼溫度必須使用克耳文？

查理定律基於正比關係（V ∝ T），因此需要絕對溫度。克耳文溫標以絕對零度為起點，使正比關係成立。攝氏和華氏的零點是任意的（水的冰點），其比值不具物理意義。

可以直接輸入攝氏讓計算機換算嗎？

不行——你必須先自行換算為克耳文再輸入。這是為了避免各欄位使用不同單位時的混淆。請用 K = °C + 273.15。

在絕對零度（0 K）時會發生什麼事？

查理定律預測氣體體積在 0 K（−273.15 °C）時會縮減為零。實際上，所有氣體在到達此溫度前就會液化或固化，因此定律不再適用。絕對零度是溫度的理論下限。

這對非理想氣體準確嗎？

查理定律對理想氣體完全精確。氮氣、氧氣、CO₂ 等實際氣體在中溫和中壓下 closely 遵循此定律，但在接近凝結點或極高密度時會有偏差。

查理定律在現實生活中有哪些應用？

熱氣球依賴查理定律：加熱氣球內的空氣使其體積膨脹，密度低於周圍空氣，氣球便上升。氣象氣球隨高度上升而膨脹，因為內部空氣相對於外部低壓力變暖（但壓力也在變化，因此理想氣體定律更為準確）。

如果計算出的溫度是負的克耳文怎麼辦？

負的克耳文溫度在物理上是不可能的。若結果為負值，請檢查輸入——你可能使用了攝氏而非克耳文，或者有單位錯誤。

查理定律的溫度必須使用克耳文。若資料為攝氏，請用 K = °C + 273.15 換算。若為華氏，則用 K = (°F − 32) × 5/9 + 273.15 換算。切勿直接使用攝氏或華氏——因為這些溫標的零點是任意設定的，比例計算會產生錯誤結果。查理定律假設氣體為理想氣體、壓力恆定且氣體量固定。在接近凝結的極低溫下，實際氣體會偏離此定律。若需要同時處理壓力和溫度變化的更通用工具，請試用我們的理想氣體定律計算機。