Закон Гей—Люссака
Закон Гей—Люссака описывает, как изменяется объём данной массы газа при постоянном давлении: при нагревании газ расширяется, а при охлаждении сжимается. Температуру в этом законе измеряют только в кельвинах.
Формула закона
Для двух состояний одной и той же массы газа при неизменном давлении выполняется соотношение:
Здесь \(V_1\) и \(V_2\) — объёмы газа, а \(T_1\) и \(T_2\) — абсолютные температуры в первом и втором состояниях. Если известна температура по шкале Цельсия, её сначала переводят в кельвины: \(T=t+273\) (приближённо). Следовательно, при увеличении абсолютной температуры в 2 раза объём также увеличивается в 2 раза.
Газ занимал объём \(2\ \text{л}\) при температуре \(300\ \text{К}\). Его нагрели до \(450\ \text{К}\), сохранив давление. Тогда \(V_2=V_1\frac{T_2}{T_1}=2\cdot\frac{450}{300}=3\ \text{л}\). Объём увеличился в полтора раза.
В формулу нельзя подставлять температуру в градусах Цельсия напрямую. Например, \(27\ ^\circ\text{C}=300\ \text{К}\), а не \(27\ \text{К}\). Закон связан с уравнением состояния идеального газа, но применяется здесь при постоянном давлении.
Как изменится объём газа при постоянном давлении, если его абсолютную температуру увеличить в 3 раза?
Главное
- Закон Гей—Люссака действует для данной массы газа при постоянном давлении.
- Объём газа прямо пропорционален абсолютной температуре: \(\frac{V}{T}=\text{const}\).
- В расчётах температуру обязательно выражают в кельвинах.