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 при этом выражают только в кельвинах.
Формула
Если газ переходит из состояния 1 в состояние 2 при неизменном давлении, то его объём и абсолютная температура связаны соотношением:
Здесь \(V_1\) и \(V_2\) — объёмы газа, а \(T_1\) и \(T_2\) — абсолютные температуры в кельвинах. Если температура задана в градусах Цельсия, используют перевод: \(T=t+273\) (приближённо). При постоянной температуре объём, наоборот, зависит от давления согласно закону Бойля — Мариотта.
Газ занимал объём \(2\) л при температуре \(300\) К. Его нагрели до \(450\) К, сохранив давление. Новый объём: \(V_2=V_1\frac{T_2}{T_1}=2\cdot\frac{450}{300}=3\) л. Объём увеличился в \(1{,}5\) раза — так же, как абсолютная температура.
Нельзя подставлять в формулу температуру в градусах Цельсия. Например, отношение \(40/20=2\) не означает, что при нагревании от \(20\,°C\) до \(40\,°C\) объём удвоится. Нужно использовать кельвины: \(293\) К и \(313\) К.
Во сколько раз изменится объём газа при постоянном давлении, если его абсолютную температуру увеличить в 2 раза?
Главное
- Закон Гей-Люссака связывает объём и абсолютную температуру данной массы газа при постоянном давлении.
- Основная формула: \(\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\).
- Температуру обязательно выражают в кельвинах; при нагревании газ расширяется.