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la ley de carlos o la segunda ley de Gay-Lussac, una de las leyes básicas de los gases que describe la relación entre la presión y la temperatura para gas ideal. Experimentalmente, la dependencia de la presión del gas con la temperatura a volumen constante fue establecida en 1787 por Charles y refinada por Gay-Lussac en 1802.
Ambigüedad de la terminología
En ruso e inglés. literatura cientifica Existen algunas diferencias en los nombres de las leyes asociadas con el nombre de Gay-Lussac. Estas diferencias se presentan en la siguiente tabla:
Declaración de la ley
La formulación de la ley de Charles es la siguiente:
La presión de un gas de masa fija y volumen fijo es directamente proporcional. temperatura absoluta gas.
En pocas palabras, si la temperatura de un gas aumenta, su presión también aumenta, si la masa y el volumen del gas permanecen sin cambios. La ley es especialmente simple. forma matemática, si la temperatura se mide por escala absoluta, por ejemplo, en grados Kelvin. Matemáticamente, la ley se escribe de la siguiente manera:
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Notas
Enlaces
Literatura
- Castka, José F.; Metcalfe, H. Clark; Davis, Raymond E.; Williams, John E. Química moderna. - Holt, Rinehart y Winston, 2002. - ISBN 0-03-056537-5.
- Guch, Ian. La guía completa de química para idiotas - Alpha, Penguin Group Inc., 2003. - ISBN 1-59257-101-8.
- Mascetta, José A. Cómo preparar Para el SAT II Química. - Barron's, 1998. - ISBN 0-7641-0331-8.
Extracto que caracteriza la ley de Charles.
En la cabina en la que entró Pierre y en la que permaneció durante cuatro semanas, había veintitrés soldados capturados, tres oficiales y dos oficiales.
Entonces todos ellos se le aparecieron a Pierre como en la niebla, pero Platon Karataev permaneció para siempre en el alma de Pierre como el recuerdo y la personificación más fuerte y querida de todo lo ruso, amable y redondo. Cuando al día siguiente, al amanecer, Pierre vio a su vecino, la primera impresión de algo redondo quedó completamente confirmada: toda la figura de Platón con su abrigo francés atado con una cuerda, con gorra y zapatos de líber, era redondo, su cabeza estaba completamente redondo, su espalda, pecho, hombros, incluso las manos que llevaba, como si siempre estuviera a punto de abrazar algo, eran redondas; Una sonrisa agradable y grandes ojos marrones y tiernos eran redondos.
Platon Karataev debía tener más de cincuenta años, a juzgar por sus relatos sobre las campañas en las que participó como soldado de larga data. Él mismo no sabía ni podía determinar de ninguna manera cuántos años tenía; pero sus dientes, de un blanco brillante y fuertes, que seguían rodando en dos semicírculos cuando reía (cosa que hacía a menudo), estaban todos buenos e intactos; No había ni una sola cana en su barba ni en su cabello, y todo su cuerpo tenía apariencia de flexibilidad y, sobre todo, de dureza y resistencia.
Su rostro, a pesar de las pequeñas arrugas redondas, tenía una expresión de inocencia y juventud; su voz era agradable y melodiosa. Pero caracteristica principal su discurso consistió en espontaneidad y argumentación. Al parecer nunca pensó en lo que decía y lo que diría; y por ello la velocidad y fidelidad de sus entonaciones tenían una persuasión especial e irresistible.
Su fuerza física y su agilidad fueron tales durante el primer tiempo de cautiverio que parecía que no entendía lo que eran el cansancio y la enfermedad. Todos los días, por la mañana y por la tarde, cuando se acostaba, decía: “Señor, déjalo como un guijarro, levántalo hasta formar una bola”; por la mañana, levantándose, encogiéndose siempre de hombros de la misma manera, decía: “Me acosté y me acurruqué, me levanté y me sacudí”. Y en efecto, tan pronto como se acostó, inmediatamente se quedó dormido como una piedra, y tan pronto como se sacudió, inmediatamente, sin un segundo de demora, emprendió alguna tarea, como los niños, levantándose, tomando sus juguetes. . Sabía hacer de todo, no muy bien, pero tampoco mal. Horneaba, cocía al vapor, cosía, cepillaba y fabricaba botas. Siempre estaba ocupado y sólo por la noche se permitía conversaciones, que le encantaban, y canciones. Cantaba canciones, no como cantan los compositores, que saben que están siendo escuchados, sino que cantaba como cantan los pájaros, obviamente porque necesitaba emitir estos sonidos del mismo modo que es necesario estirar o dispersar; y estos sonidos eran siempre sutiles, tiernos, casi femeninos, lúgubres, y al mismo tiempo su rostro era muy serio.
Habiendo sido capturado y dejado crecer la barba, aparentemente tiró todo lo extraño y militar que le habían impuesto y regresó involuntariamente a su antigua mentalidad campesina y popular.
“Un soldado de permiso es una camisa hecha de pantalones”, solía decir. Se mostraba reacio a hablar de su época como soldado, aunque no se quejaba, y repetía a menudo que durante todo su servicio nunca fue golpeado. Cuando habló, lo hizo principalmente desde sus viejos y, aparentemente, queridos recuerdos de la vida campesina “cristiana”, como él la llamaba. Los dichos que llenaron su discurso no fueron aquellos en la mayor parte Dichos indecentes y simplistas que dicen los soldados, pero estos eran esos dichos populares que parecen tan insignificantes, tomados de forma aislada, y que de repente adquieren el significado de una profunda sabiduría cuando se dicen en el momento adecuado.
El físico francés Charles descubrió una ley (en 1787) que expresa la dependencia del cambio en la presión del gas de la temperatura a volumen constante.
La experiencia demuestra que cuando un gas se calienta a un volumen constante, la presión del gas aumenta. Cantidad escalar, medido por el cambio en la presión unitaria de un gas tomado a 0 0 C a partir de un cambio en su temperatura de 1 0 C, se llama coeficiente de presión térmica γ.
Según la definición, ¿coeficiente de presión térmica?
donde p 0 es la presión del gas en 0°C, pag.- presión del gas después del calentamiento hasta t°. Hagamos el siguiente experimento (Fig. 13, a). Coloque el recipiente A en agua con hielo con los grifos 1 y 2 abiertos cuando el recipiente:: y el aire que contiene se enfríe. 0°С, cerrar la válvula 2. Estado inicial del aire en el recipiente: t° = 0°C, p 0 = 1 en. Sin cambiar el volumen de aire, colocamos el recipiente en agua caliente. El aire en el recipiente se calienta, su presión aumenta con la temperatura. temperatura 1 = 40°C se vuelve p 1 = 1,15 en. Coeficiente de presión térmica
Mediante experimentos más precisos, después de determinar el coeficiente de presión térmica de varios gases, Charles descubrió que a volumen constante todos los gases tienen el mismo coeficiente de presión térmica. 
De la fórmula para el coeficiente de presión térmica.
reemplazaremos t° = T-273°. Entonces
Reemplazando obtenemos
por eso, р = р 0 γТ.
Si la presión del gas a la temperatura T 1 se designa p 1, y a la temperatura T 2 - pág. 2, Eso ð 1 = γр 0 Т 1 Y ð 2 = γр 0 Т 2. Comparando las presiones obtenemos la fórmula de la ley de Charles:
Para una masa dada de gas a volumen constante, la presión del gas cambia en proporción directa al cambio en la temperatura absoluta del gas. Ésta es la formulación de la ley de Charles. El proceso de cambio de estado de un gas a volumen constante se llama isocórico. La fórmula de la ley de Charles es la ecuación del estado isocórico de un gas. Cuanto mayor sea la temperatura del gas, mayor será el promedio energía cinética moléculas, y por tanto su velocidad es mayor. En este sentido, aumenta el número de impactos de las moléculas en las paredes del recipiente, es decir, la presión. En la Fig. 13, b muestra una gráfica de la ley de Charles.
Isoprocesos de gases ideales– procesos en los que uno de los parámetros permanece sin cambios.
1. proceso isocórico . La ley de Carlos. V = constante.
proceso isocórico Se llama proceso que ocurre cuando volumen constante V. El comportamiento del gas en este proceso isocórico obedece ley de carlos :
A volumen constante y valores constantes de masa de gas y su masa molar, la relación entre la presión del gas y su temperatura absoluta permanece constante: P/T= constante
Gráfica de un proceso isocórico en fotovoltaica-el diagrama se llama isocoro . Es útil conocer la gráfica de un proceso isocórico en RT- Y Vermont-diagramas (Fig. 1.6). Ecuación de isócora:
Donde P 0 – presión a 0 °C, α - coeficiente de temperatura presión de gas igual a 1/273 grados -1. Un gráfico de tal dependencia de Рt-El diagrama tiene la forma que se muestra en la Figura 1.7.
Arroz. 1.7
2. Proceso isobárico. Ley de Gay-Lussac. R= constante
Un proceso isobárico es un proceso que ocurre en presión constante R . El comportamiento de un gas durante un proceso isobárico obedece Ley de Gay-Lussac:
A presión constante y valores constantes de la masa tanto del gas como de su masa molar, la relación entre el volumen del gas y su temperatura absoluta permanece constante: VERMONT= constante
Gráfica de un proceso isobárico en Vermont-el diagrama se llama isobara . Es útil conocer las gráficas del proceso isobárico en fotovoltaica- Y RT-diagramas (Fig. 1.8).
Arroz. 1.8
Ecuación isobárica:
Donde α =1/273 grados -1 - coeficiente de temperatura de expansión volumétrica. Un gráfico de tal dependencia de Vermont El diagrama tiene la forma que se muestra en la Figura 1.9.
Arroz. 1.9
3. proceso isotérmico. Ley de Boyle-Mariotte. t= constante
isotérmico proceso es un proceso que ocurre cuando temperatura constante T.
El comportamiento de un gas ideal durante un proceso isotérmico obedece Ley de Boyle-Mariotte:
A temperatura constante y valores constantes de la masa del gas y su masa molar, el producto del volumen del gas por su presión permanece constante: fotovoltaica= constante
Gráfico de un proceso isotérmico en fotovoltaica-el diagrama se llama isoterma . Es útil conocer las gráficas de un proceso isotérmico en Vermont- Y RT-diagramas (Fig. 1.10).
Arroz. 1.10
Ecuación isotérmica:
| (1.4.5) |
4. Proceso adiabático(isentrópico):
El proceso adiabático es un proceso termodinámico que ocurre sin intercambio de calor con ambiente.
5. Proceso politrópico. Proceso en el que la capacidad calorífica de un gas permanece constante. El proceso politrópico es un caso general de todos los procesos enumerados anteriormente.
6. La ley de Avogadro. A las mismas presiones y las mismas temperaturas, en volúmenes iguales varios gases ideales contenidos mismo número moléculas. en un centro comercial varias sustancias contiene N A=6.02·10 23 moléculas (número de Avogadro).
7. La ley de Dalton. La presión de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las presiones parciales P de los gases incluidos en ella:
 |
(1.4.6) |
La presión parcial Pn es la presión que ejercería un gas determinado si ocupara por sí solo todo el volumen.
En 
, presión de la mezcla de gases.
la ley de carlos o la segunda ley de Gay-Lussac, una de las leyes básicas de los gases que describe la relación entre presión y temperatura de un gas ideal. Experimentalmente, la dependencia de la presión del gas con la temperatura a volumen constante fue establecida en 1787 por Charles y refinada por Gay-Lussac en 1802.
isocórico o proceso isocórico(del griego antiguo ἴσος - "igual" y χώρος - "lugar") - un proceso termodinámico que ocurre a volumen constante. Para realizar un proceso isocórico en un gas o líquido, basta con calentar (enfriar) la sustancia en un recipiente que no cambie su volumen.
En un proceso isocórico, la presión de un gas ideal es directamente proporcional a su temperatura (ver Ley de Charles). EN gases reales La ley de Charles no se aplica.
En los gráficos se representa mediante líneas llamadas isocoras. Para un gas ideal, son rectos en todos los diagramas que relacionan los parámetros: (\displaystyle T) (temperatura), (\displaystyle V) (volumen) y (\displaystyle P) (presión).
Muy a menudo, los primeros estudios del proceso isocórico están asociados con Guillaume Ampton. En su obra “Memorias parisinas” de 1702, describió el comportamiento del gas en un volumen fijo [Comm 1] dentro del llamado “termómetro de aire”. El líquido que contiene está en equilibrio bajo la influencia de la presión del gas en el tanque y presión atmosférica. Cuando se calienta, la presión en el depósito aumenta y el líquido es forzado a entrar en una columna que sobresale. La relación entre temperatura y presión se estableció como:
(\displaystyle (\frac (p_(1))(p_(2)))=(\frac (1+\alpha t_(1))(1+\alpha t_(2))))
En 1801, John Dalton, en dos de sus ensayos, publicó un experimento en el que estableció que todos los gases y vapores que estudió a presión constante se expanden igualmente con un cambio de temperatura, si las temperaturas inicial y final son las mismas. Esta ley Recibió el nombre de ley de Gay-Lussac, ya que Gay-Lussac pronto realizó experimentos independientes y confirmó la expansión idéntica de varios gases, y obtuvo casi el mismo coeficiente que Dalton. Posteriormente combinó su ley con la ley de Boyle-Mariotte, que permitió describir, entre otras cosas, el proceso isocórico.
El cambio de presión del gas con un cambio de temperatura se produce de tal forma que la relación P/T permanece constante:
Por tanto, la verificación experimental de esta ley no puede dar un resultado diferente.
EN proceso isocórico
(V= constante) el gas no realiza ningún trabajo, A = 0.
PROCESO ADIABÁTICO
Adiabático, o proceso adiabático(del griego antiguo ἀδιάβατος - "impenetrable") - un proceso termodinámico en un sistema macroscópico, en el que el sistema no intercambia calor con el espacio circundante. En el siglo XVIII se iniciaron investigaciones serias sobre los procesos adiabáticos.
Un proceso adiabático es un caso especial de proceso politrópico, ya que en él la capacidad calorífica del gas es nula y, por tanto, constante. Los procesos adiabáticos son reversibles solo cuando en cada momento el sistema permanece en equilibrio (por ejemplo, el cambio de estado ocurre con bastante lentitud) y no hay cambio de entropía. Algunos autores (en particular, L.D. Landau) llamaron adiabáticos sólo a los procesos adiabáticos reversibles.
La ecuación de Poisson describe un proceso adiabático reversible para un gas ideal. Línea que representa proceso adiabático en un diagrama termodinámico se llama Adiabat de Poisson. Un ejemplo de proceso adiabático irreversible puede ser la propagación onda de choque en gasolina. Este proceso se describe adiabat de choque. Los procesos en una serie de fenómenos naturales pueden considerarse adiabáticos. Además, estos procesos han recibido una serie de aplicaciones en tecnología.
La existencia de la presión atmosférica fue demostrada mediante varios experimentos en el siglo XVII. Una de las primeras pruebas de la hipótesis fue Hemisferios de Magdeburgo, diseñado por el ingeniero alemán Guericke. Se bombeaba aire fuera de la esfera formada por los hemisferios, después de lo cual era difícil separarlos debido a la presión del aire externo. Robert Boyle llevó a cabo otro experimento como parte del estudio de la naturaleza de la presión atmosférica. Consistía en el hecho de que si soldaba un tubo de vidrio curvo desde el extremo corto y agregaba constantemente mercurio al codo largo, no subiría a la parte superior del codo corto, ya que el aire en el tubo, al comprimirse, se equilibraría. la presión del mercurio sobre él. En 1662, estos experimentos condujeron a la formulación de la ley de Boyle-Mariotte.
En 1779, la pirometría de Lambert describió la experiencia de aumentar y disminuir la temperatura en el receptor de una bomba de aire a medida que se mueve el pistón. Después este efecto Fue confirmado por Darwin (1788) y Pictet (1798). En 1802, Dalton publicó un informe en el que, entre otras cosas, indicaba que la condensación de gases va acompañada de la liberación de calor y la rarefacción, de un enfriamiento. Un trabajador de una fábrica de armas encendió yesca en el cañón de una cerbatana comprimiendo aire, como informó en 1803 el físico lionés Molay.
El físico Poisson asumió la generalización teórica del conocimiento experimental acumulado. Dado que durante un proceso adiabático la temperatura no es constante, la ley de Boyle-Mariotte requiere una corrección, que Poisson designó como coeficiente k y expresado a través del ratio de capacidad calorífica. Experimentalmente este coeficiente fue determinado por Walter y Gay-Lussac (el experimento fue descrito en 1807) y luego, más precisamente, por Desormes y Clément en 1819. Uso práctico El proceso adiabático fue propuesto por S. Carnot en el trabajo “ Fuerza impulsora fuego" en 1824.
Si el proceso termodinámico en caso general representa tres procesos: intercambio de calor, trabajo realizado por el sistema (o sobre el sistema) y su cambio. energía interna, entonces el proceso adiabático, debido a la ausencia de intercambio de calor (dQ=0(\displaystyle \Delta Q=0)) del sistema con el medio, se reduce sólo a los dos últimos procesos. Por lo tanto, la primera ley de la termodinámica en este caso toma la forma dU=-A
(\displaystyle \Delta U=-A,)
Donde dU (\displaystyle \Delta U) es el cambio en la energía interna del cuerpo, dA(\displaystyle A) es el trabajo realizado por el sistema.
No hay cambio en la entropía (\displaystyle S)dS de un sistema en un proceso adiabático reversible debido a la transferencia de calor a través de los límites del sistema: dS=dQ/T=0
(\displaystyle \mathrm (d) S=\delta Q/T=0.)
Aquí (\displaystyle T)T es la temperatura del sistema, (\displaystyle \delta Q)dQ es el calor recibido por el sistema. Gracias a esto, el proceso adiabático puede ser parte integral ciclo reversible.
El descubrimiento del proceso adiabático encontró aplicación casi de inmediato en futuras investigaciones. Creación modelo teórico El ciclo de Carnot permitió establecer los límites del desarrollo de motores térmicos reales (el propio S. Carnot demostró que un motor con mayor eficiencia permitiría crear máquina de movimiento perpetuo). Sin embargo, el ciclo de Carnot es difícil de implementar para algunos procesos reales, ya que las isotermas incluidas en él requieren una determinada tasa de transferencia de calor. Por ello, se desarrollaron principios de ciclos, parcialmente similares al ciclo de Carnot (por ejemplo, el ciclo de Otto, el ciclo de licuefacción de gases), que serían aplicables a problemas prácticos específicos.
Investigaciones posteriores también demostraron que algunos procesos en la naturaleza (por ejemplo, la propagación del sonido en un gas) se pueden describir con un grado suficiente de aproximación mediante un proceso adiabático y se pueden identificar sus patrones. Una reacción química dentro de un volumen de gas en ausencia de intercambio de calor con el medio ambiente también será, por definición, un proceso adiabático. Un proceso de este tipo es, por ejemplo, la combustión adiabática. Para la atmósfera terrestre, el proceso por el cual el gas realiza trabajo para aumentar su volumen también se considera adiabático. energía potencial. A partir de esto es posible determinar el gradiente de temperatura adiabático de la atmósfera terrestre. La teoría del proceso adiabático también se utiliza para otros objetos astronómicos con atmósfera. En particular, para el Sol, la presencia de movimientos de convección macroscópicos se determina teóricamente comparando el gradiente adiabático y el gradiente de equilibrio radial. Los procesos que ocurren utilizando capas adiabáticas pueden considerarse adiabáticos.
El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico ideal. motor térmico de carnot operar según este ciclo tiene la máxima eficiencia de todas las máquinas en las que las temperaturas máxima y mínima del ciclo que se realiza coinciden, respectivamente, con las temperaturas máxima y mínima. temperaturas mínimas Ciclo de Carnot.
Máxima eficiencia logrado con un ciclo reversible. Para que el ciclo sea reversible, se debe excluir la transferencia de calor en presencia de una diferencia de temperatura. Para probar este hecho, supongamos que la transferencia de calor ocurre con una diferencia de temperatura. Este programa ocurre de un cuerpo más caliente a uno más frío. Si asumimos que el proceso es reversible, entonces esto significaría la posibilidad de transferir calor de un cuerpo más frío a uno más caliente, lo cual es imposible, por lo tanto el proceso es irreversible. En consecuencia, la conversión de calor en trabajo sólo puede ocurrir de forma isotérmica [Comm 3]. En este caso, la transición inversa del motor a punto de partida Sólo mediante un proceso isotérmico es imposible, ya que en este caso todo el trabajo recibido se destinará a restaurar la posición original. Dado que anteriormente se demostró que un proceso adiabático puede ser reversible, este tipo de proceso adiabático es adecuado para su uso en el ciclo de Carnot.
En total, durante el ciclo de Carnot ocurren dos procesos adiabáticos:
1. Expansión adiabática (isentrópica)(en la figura - proceso 2→3). Trabajando fluidamente se desconecta del calentador y continúa expandiéndose sin intercambio de calor con el medio ambiente. Al mismo tiempo, su temperatura disminuye hasta la temperatura del frigorífico.
2. Compresión adiabática (isentrópica)(en la figura - proceso 4→1). El fluido de trabajo se desconecta del frigorífico y se comprime sin intercambio de calor con el medio ambiente. Al mismo tiempo, su temperatura aumenta hasta la temperatura del calentador.
PROCESO POLITROPICO
Un proceso que se describe mediante la ecuación se llama politrópico.
Ecuación de estado de un mol de gas ideal
Diferenciamos la ecuación (3.38):
Lado derecho Sustituyamos las igualdades (3.40) en (3.36). Entonces
Un proceso politrópico es una generalización de todos los isoprocesos.
Comentario: 1. Proceso isobárico, Р=const. En este caso, la ecuación politrópica PV n = const toma la forma PV 0 = const, porque índice politrópico n=0, C n =C p .
2. Proceso isotérmico, T=const. Cuando n=1, la ecuación politrópica se convierte en una ecuación isotérmica, es decir VP=constante. Capacidad calorífica a temperatura constante según (3.42) C n =C T =±¥.
3. Proceso isocórico, V=const. Cuando n=±¥ la ecuación politrópica se convierte en una ecuación isócora.
Capacidad calorífica a volumen constante.
4. Proceso adiabático, Q=const. Cuando n=g, la ecuación politrópica se transforma en la ecuación adiabática, y la capacidad calorífica C n =C Q =0.
Encontremos el trabajo del proceso politrópico.
Consideremos dos estados adiabáticos:
Trabajo de un proceso politrópico.
| . |
A presión constante, el volumen de un gas es proporcional a su temperatura.
Uno de los pioneros de la aeronáutica, Jacques Alexandre César Charles, llegó a la ciencia gracias a su pasión por la construcción de globos aerostáticos: grandes globos, lleno de aire caliente, que acababa de aparecer en ese momento. He hablado con pilotos de globos modernos y afirman que el diseño de su quemador de gas abierto, desarrollado por Charles hace más de dos siglos, no ha sufrido cambios fundamentales y todavía se utiliza en la actualidad. No es sorprendente que intereses científicos Charles se encontraba en el campo del estudio de las propiedades de los gases, por tanto, no. Charles formuló la ley que lleva su nombre en 1787 tras una serie de experimentos con oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y dióxido de carbono.
Para comprender el significado de la ley de Charles, imaginemos un gas como un conjunto de moléculas que se mueven rápidamente y chocan. La presión de un gas está determinada por los impactos de las moléculas en las paredes del recipiente: cuantos más impactos, mayor es la presión. Por ejemplo, las moléculas de aire de la habitación en la que te encuentras ejercen una presión de 101.325 pascales (o 1 bar, si estamos hablando acerca de sobre meteorología).
Para entender la ley de Charles, imagina el aire en el interior. globo. A temperatura constante, el aire del globo se expandirá o contraerá hasta que la presión producida por sus moléculas alcance los 101.325 pascales e iguale la presión atmosférica. En otras palabras, hasta que por cada golpe de una molécula de aire desde el exterior, dirigido hacia el interior de la pelota, habrá un golpe similar de una molécula de aire, dirigido desde el interior de la pelota hacia afuera. Si bajas la temperatura del aire en la pelota (por ejemplo, colocándola en un refrigerador grande), las moléculas dentro de la pelota comenzarán a moverse más lentamente, golpeando las paredes de la pelota con menos energía desde el interior. Las moléculas del aire exterior ejercerán más presión sobre la pelota, comprimiéndola, como resultado, el volumen de gas dentro de la pelota disminuirá. Esto sucederá hasta que el aumento de la densidad del gas compense la disminución de la temperatura, y luego se restablecerá el equilibrio.
La ley de Charles, junto con otras leyes de los gases, formó la base de la ecuación de estado de un gas ideal, que describe la relación entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas con la cantidad de sustancia.
Jacques Alexandre César Carlos, 1746-1823
Físico, químico, ingeniero y aeronauta francés. Nació en Beaugency. En su juventud se desempeñó como funcionario del Ministerio de Finanzas en París. Interesado en la aeronáutica, desarrolló globos aerostáticos de diseño moderno, cuya fuerza de elevación se debe a la expansión del aire calentado por un quemador dentro de la bola. Fue uno de los primeros en llenar globos hidrógeno (que es muchas veces más ligero que el aire y proporciona una sustentación significativamente mayor que el aire caliente), estableciendo así récords de altura de elevación (más de 3.000 m) y alcance de vuelo (43 km). Fue la aeronáutica lo que hizo que Charles se interesara por estudiar las propiedades de los gases.
