Rechner zum Gesetz von Charles
2 Liter Gas bei 300 K, erwärmt auf 600 K, dehnen sich auf 4 Liter aus, denn Volumen geteilt durch Kelvin-Temperatur bleibt bei festem Druck gleich. Geben Sie V1, T1 und entweder das Endvolumen oder die Endtemperatur ein. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- V1
- 2
- T1
- 300
- T2
- 600
- V2
- 4
- Gelöst
- v2
- Verhältnis
- 0,0066666667
- Law
- V1/T1 = V2/T2
Das Gesetz von Charles besagt, dass für eine feste Gasmenge bei konstantem Druck Volumen und absolute Temperatur proportional bleiben: V1 geteilt durch T1 gleich V2 geteilt durch T2. Dieser Rechner nimmt das Anfangsvolumen und die Temperatur in Kelvin sowie genau einen der Werte Endvolumen oder Endtemperatur entgegen und gibt den fehlenden Endwert samt dem vollständigen Satz V1, T1, V2, T2 zurück, sodass Sie das Verhältnis selbst prüfen können. Der absolute Nullpunkt (null Kelvin) wird abgewiesen, weil das Gesetz nur für positive absolute Temperaturen definiert ist, und Volumina müssen positiv sein, damit die Proportionen für Unterricht und Labor im Stil des idealen Gases physikalisch sinnvoll bleiben.
Was das Gesetz von Charles löst und wann es gilt
Das Gesetz von Charles ist eines der klassischen Gasgesetze in Chemie und Physik, das genutzt wird, wenn Druck und Gasmenge festgehalten werden, während sich Volumen und Temperatur gemeinsam ändern. In symbolischer Form lautet es V durch T gleich einer Konstante oder, für die Berechnung nützlicher, V1 durch T1 gleich V2 durch T2. Die Temperaturen müssen absolut sein: rechnen Sie Celsius in Kelvin um, indem Sie 273,15 addieren, bevor Sie den Endpunkt aufrufen, denn eine null oder negative Kelvin-Eingabe ist für diese Beziehung keine gültige absolute Temperatur.
Das Volumen kann jede konsistente Einheit nutzen — Liter, Milliliter oder Kubikmeter — solange beide Volumina diese Einheit teilen; die Fähigkeit rechnet keine Einheiten um, sie wendet nur die Proportion an. Der Druck wird konstruktionsbedingt als konstant angenommen; ändert sich auch der Druck, benötigen Sie das allgemeine Gasgesetz oder die Zustandsgleichung des idealen Gases statt dieses spezialisierten Lösers.
Unterrichtslabore, Prozesskontrollen und Automatisierungstipps
In Lehrlaboren messen Studierende oft das Anfangsvolumen bei Raumtemperatur und erhitzen das Gas dann bei annähernd konstantem Druck; das Einsetzen der gemessenen V1, T1 und T2 in diesen Endpunkt liefert das vorhergesagte V2 zum Vergleich mit dem Messzylinder oder der Spritzenablesung. Prozessingenieure können Stapelprüfungen skripten, wenn ein Behälter nach Plan erwärmt wird und die Druckentlastung so ausgelegt ist, dass der Druck nahezu konstant bleibt, und dabei die Volumenänderung schätzen, die Dichtungen oder flexible Volumina aufnehmen müssen.
Bevorzugen Sie durchgehend Kelvin in Ihrer Pipeline: speichern Sie Sensor-Celsius nur an der Edge, rechnen Sie einmal um und rufen Sie dann diese Fähigkeit auf. Übergeben Sie nie den absoluten Nullpunkt und lassen Sie nie beide Endfelder leer. Wenn Sie das Gesetz von Boyle (Druck-Volumen bei fester Temperatur) oder Gay-Lussac (Druck-Temperatur bei festem Volumen) benötigen, nutzen Sie einen eigenen Gesetzesrechner, statt das Gesetz von Charles über den konstanten Druck hinaus zu dehnen.
Halten Sie Beispiele in der Dokumentation mit runden Zahlen wie V1 gleich 2, T1 gleich 300 K, T2 gleich 600 K, damit Prüfende V2 gleich 4 durch Hinsehen bestätigen können.
Anwendungsfälle
Gasausdehnung nach dem Erhitzen vorhersagen
Geben Sie bei bekanntem Anfangsvolumen und bekannter Temperatur die geplante Endtemperatur an, um vor einem Heizschritt im Labor das Endvolumen bei konstantem Druck zu erhalten.
Temperatur aus Volumenänderung zurückrechnen
Wenn ein flexibler Behälter von V1 auf V2 wächst, lösen Sie die absolute Temperatur T2, die das Gesetz von Charles bei konstantem Druck impliziert.
Häufige Fragen
Was ist das Gesetz von Charles in diesem Rechner?
Bei konstantem Druck gilt V1/T1 = V2/T2 mit Temperaturen in Kelvin. Geben Sie V1, T1 und entweder V2 oder T2 an; der Dienst gibt den fehlenden Endwert und den vollständigen Satz der vier Größen zurück.
Warum muss die Temperatur in Kelvin sein?
Das Gesetz von Charles ist eine Proportion der absoluten Temperatur. Die Nullpunkte von Celsius oder Fahrenheit sind nicht der absolute Nullpunkt; null Kelvin wird abgewiesen, weil das Gesetz dort für dieses Werkzeug nicht definiert ist.
Kann ich sowohl V2 als auch T2 senden?
Nein. Genau ein Endwert muss angegeben werden, damit der andere gelöst werden kann.
Muss der Druck eingegeben werden?
Nein. Das Gesetz von Charles nimmt an, dass der Druck konstant gehalten wird; der Druck ist keine Eingabe. Ändert sich der Druck, nutzen Sie eine andere Gasgesetz-Beziehung.
Kann ich statt des Volumens die Endtemperatur berechnen?
Ja. Geben Sie das Endvolumen statt der Endtemperatur ein, dann ermittelt der Rechner T2 als T1 mal V2 geteilt durch V1, in Kelvin. Geben Sie nur einen der beiden Endwerte an.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/thermo/charles-law \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"v1":2,"t1":300}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/thermo/charles-law", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"v1": 2,
"t1": 300
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/thermo/charles-law",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"v1": 2,
"t1": 300
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/thermo/charles-law", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"v1":2,"t1":300}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"v1":2,"t1":300}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/thermo/charles-law", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"v1": 2,
"t1": 300
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "thermo.charles_law",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Was das Gesetz von Charles löst und wann es gilt
Nutzen Sie dieses Werkzeug, wenn Sie drei der vier Größen kennen und den vierten Endwert benötigen, etwa das Ausdehnen eines Ballons bei steigender Temperatur, das Bemessen einer Kolbenkammer nach einem Temperaturschritt oder das Prüfen eines Hausaufgabenergebnisses gegen eine deterministische API statt einer Tabellenformel, die Sie vertippen könnten.
Wie Sie den Rechner aufrufen und das Ergebnis lesen
Senden Sie ein Objekt mit v1 und t1 als Pflichtfeldern und genau einem der Werte v2 oder t2. Liefern Sie t2, löst der Dienst v2 als v1 mal t2 geteilt durch t1. Liefern Sie v2, löst er t2 als t1 mal v2 geteilt durch v1. Die JSON-Antwort gibt alle vier Skalare zurück, benennt, welches Feld gelöst wurde, gibt das Verhältnis V1/T1 zur Prüfung zurück und beschriftet das Gesetz sowie die Annahme des konstanten Drucks, sodass nachgelagerter Code keine Dokumentationszeichenketten fest verdrahten muss. Ungültige Kombinationen scheitern mit invalid_input und werden nicht berechnet: beide Endwerte fehlen, beide Endwerte angegeben, nicht-endliche Zahlen, nicht-positives Volumen oder null oder negatives Kelvin. Dieses strenge Tor hält automatisierte Pipelines ehrlich — ein Bot, der Einheiten vergisst oder Celsius als Kelvin übergibt, sieht einen klaren Fehler statt einer stillschweigend falschen Ausdehnung.
Integrationsbeispiele
Hausaufgaben- und Quizkontrollen automatisieren
Rufen Sie die API aus einem Bewertungsskript mit drei bekannten Werten auf und vergleichen Sie das gelöste Feld mit den Antworten der Studierenden, ohne ein separates Formelblatt zu pflegen.
Technische Fragen
Wie viel kostet die API?
Erfolgreiche Aufrufe werden mit $0.002 je Position aus Ihrem Prepaid-KIT-Guthaben abgerechnet. Gescheiterte invalid_input-Anfragen werden nicht berechnet. Das Browser-Widget führt denselben Löser kostenlos für den interaktiven Gebrauch aus.