Quelle est l'application pratique de la loi de Charles ?

Les montgolfières, les moteurs à combustion interne et le piston de cuisson dans une dinde congelée sont des applications pratiques de la loi de Charles. La loi de Charles stipule que le volume d'un gaz augmente lorsque la température augmente si la pression reste constant, et l'inverse est également vrai.

Jacques Charles a développé sa théorie de l'expansion des gaz le 5 juin 1783, en regardant les frères Montgolfier gonfler un ballon avec du feu, et le faire voler sur un mile et demi avant de revenir au sol. En chauffant l'air à l'intérieur du ballon, il s'est dilaté mais est resté resserré à l'intérieur du ballon. L'air s'est dilaté jusqu'à ce que son volume soit supérieur au volume équivalent d'air froid environnant, et le ballon a commencé à s'élever. Lorsque l'air à l'intérieur du ballon s'est refroidi au même volume que l'air environnant, il est revenu au sol.

Le principe est le même pour le moteur thermique d'une voiture. Lorsque le carburant contenu dans les cylindres du moteur brûle, il se dilate sous l'effet de la chaleur, forçant le piston à sortir du cylindre. L'énergie cinétique générée fait tourner le vilebrequin et déplace l'automobile.

La minuterie contextuelle sur une dinde congelée achetée à l'épicerie suit le même principe. Lorsque la température interne de la dinde est suffisamment élevée, l'air emprisonné à l'intérieur se dilate et force la minuterie à s'ouvrir, indiquant que la volaille est cuite.