Charlesi seadus ütleb, et ideaalse gaasi ruumala muutub proportsionaalselt selle gaasi temperatuuriga, kuna rõhk ja olemasoleva gaasi kogus hoitakse konstantsena. Charlesi seaduse võrrandit saab väljendada kujul V1/T1=V2/T2. Teisisõnu, kui õhupall on täidetud õhuga, väheneb see jahutamisel ja paisub kuumutamisel. See juhtub seetõttu, et õhupalli sees olev õhk, mis on gaas, võtab jahedal ajal enda alla väiksema ruumala ja kuumutamisel suurema mahu.
1
Lisa keeduklaasi või muusse anumasse keev vesi. Ka õhupalli anumasse panemiseks tuleks ruumi jätta. Enamasti toimib umbes 100 ml vee lisamine 1000 ml (1 l) keeduklaasi. Vigastuste vältimiseks ärge valage vett endale ega kellelegi teisele.
2
Täitke õhupall õhuga. Puhuge suuga õhupalli sisse või kasutage selle täitmiseks pumpa. Ärge täitke õhupalli üle – soovite jätta ruumi sees olevale gaasile paisuda. Veeõhupalli asemel on kõige parem kasutada peoõhupalli. See vähendab õhupalli hüppamise võimalust. Kui plaanite õhupalli konteinerisse panna, ärge puhuge seda nii suureks, et see avausse ei mahuks.
3
Keerake nöör ümber õhupalli kõige laiema osa. Õhupalli ümber nöörijupi keerates saad täpse mõõtu, kui suur õhupall alguses on. Märkige või lõigake pael õhupalli kõige laiemas kohas. Eemaldage õhupallilt nöör ja mõõtke see joonlauaga. See mõõt on teie õhupalli algne ümbermõõt. Kui sees olev õhk soojeneb, võiksite seda võrrelda õhupalli suurusega.
4
Asetage õhupall anumasse, kuid veest välja. See võimaldab vee soojusel üle kanda õhupalli sees olevasse õhku. Kui õhupall konteinerisse ei mahu, on teine võimalus panna see anuma peale. Soojusülekanne võib olla veidi vähem tõhus, kuid see mõjub õhupallile siiski samamoodi.
5
Vaadake, kuidas õhupall suuremaks muutub. Temperatuuri tõus sunnib õhku oma mahtu suurendama, laiendades seega õhupalli. Näib, et õhupall mahuti sees kasvab või täitub. Kasutage teist nöörijuppi, et mõõta õhupalli ümbermõõt kuumutamisel. Nüüd saate võrrelda seda algse ümbermõõduga. Ärge laske õhupallil liiga palju laieneda, kuna see võib põhjustada selle hüppamist.
6
Liigutage õhupall sügavkülma. Nüüd, kui olete lisanud õhupalli laiendamiseks soojust, võimaldab kuumuse eemaldamine õhupallil tühjendada. Selle jälgimiseks peate viima õhupalli soojusallikast (keeva vee mahutist) külma keskkonda. Enne sügavkülma asetamist veenduge, et õhupall on täiesti kuiv. Enne väljavõtmist tuleks õhupall vähemalt paariks tunniks sügavkülma seista.
7
Jälgige õhupalli suurust. Kui võtate õhupalli sügavkülmast välja, mõõtke kohe ümbermõõt kolmanda nöörijupiga. Nii saate võrrelda seda kahe esimese mõõtmisega. See ei tohiks olla mitte ainult väiksem, kui see oli soojas anumas, vaid isegi väiksem, kui see oli selle esmakordsel täispuhumisel. Selle põhjuseks on asjaolu, et eemaldasite õhupalli sees olevast gaasist soojuse, mis sundis gaasi (ja omakorda õhupalli) mahtu vähendama.
8
Lisage Erlenmeyeri kolbi väike kogus vett. Kolbi pole vaja täita. Mida vähem vett lisate, seda kiiremini saate selle keema ajada. Veenduge siiski, et lisate piisavalt vett, et see liiga kiiresti ära ei keeks. Umbes 75 ml peaks hästi minema.
9
Asetage kolb pliidiplaadile või põletile. See toimib teie vee soojusallikana. Kuumutage vesi kindlasti keemistemperatuurini. See sunnib õhku kolvi ülaosast välja paisuma ja tekitab õhupalli täitmiseks ka veeauru.
10
Asetage õhupalli avatud ots kolvi avause kohale. Pidage meeles, et kolbi kuumutatakse. Kui kinnitate õhupalli kolvi ava kohale, peaksite kasutama kindaid, et vältida käte põletamist. Veenduge, et õhupall oleks kolvi kaelal piisavalt kaugel, et see kergesti maha ei hüppaks. Lihtsam ja turvalisem võib olla ballooni asetamine enne vee soojendamist kolvile.
11
Jälgige õhupalli laienemist. Õhupalli kinnitamine kolvi ülaosale loob tihendi ja laseb õhul ainult ballooni paisuda. See õhu paisumine ballooni põhjustab õhupalli enda laienemise. Ärge laske õhupallil nii suureks minna, et see hüppab.
12
Viige kolb jäävanni. Jäävanni valmistamiseks pange lihtsalt vesi ja jää anumasse. See on väga lihtne ja kiire viis kolvi sisu jahutamiseks. Kasutage kindaid, et viia kolb soojusallikast jäävanni.
13
Jälgige õhupalli imemist. Kolvi ja ballooni sees oleva gaasi kiire jahutamine põhjustab gaasi mahu vähenemise. Helitugevuse vähenedes väheneb ka õhupalli maht, mis põhjustab selle kokkutõmbumise. Kui gaas jahtub veelgi ja tõmbub veelgi rohkem kokku, kahaneb gaasi maht nii palju, et rõhk väljaspool kolbi surub ballooni täielikult kolbi sisse.
14
Kaaluge ideaalse gaasi omaduste vahelisi seoseid. Jacques Charles ja seejärel Joseph Gay-Lussac näitasid, et gaasi temperatuur on otseselt seotud mahuga, kui gaasi rõhk ja mass jäävad konstantseks. See tähendab, et antud gaasi puhul saadakse gaasi ruumala jagamisel gaasi temperatuuriga iga ruumala-temperatuuri kombinatsiooni jaoks sama arv.
15
Veenduge, et teie ühikud on õiged. Mahtu tuleks mõõta liitrites. Temperatuuri tuleks mõõta kelvinites. Kui teie väärtused on erinevates ühikutes, peaksite enne jätkamist kasutama dimensioonianalüüsi, et need õigeteks ühikuteks teisendada. Vastasel juhul pole teie arvutused õiged.
16
Kasutage võrrandi koostamiseks k. Gaasi algruumala (V1) jagatud selle gaasi algtemperatuuriga (T1) võrdub mingi konstandiga k. Kui selle gaasi mahtu või temperatuuri muudetakse, muutuvad mõlemad väärtused nii, et uus ruumala (V2) jagatud uue temperatuuriga (T2) võrdub samuti sama konstandiga k. Kuna V1/T1=k ja V2/T2=k, siis V1/T1=V2/T2.
17
Lahendage tundmatu muutuja võrrand. Kui teile antakse ülesanne lahendada, antakse teile mõned mõõtmised ja palutakse arvutada võrrandi puuduv osa. Kontrollige probleemi kõigi antud väärtuste jaoks ja asetage need võrrandi sobivasse ossa. Kui olete võrrandis kõik teadaolevad väärtused, korraldage võrrand ümber nii, et teie tundmatu väärtus oleks üksi, ja seejärel aritmeetika. Olete oma probleemi lahendamiseks kasutanud Charlesi seadust.