закон Шарля

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії

Закон Шарля або другий закон Гей-Люссака - один з основних газових законів, що описує співвідношення тиску і температури для ідеального газу. Експериментальним шляхом залежність тиску газу від температури при постійному об'ємі встановлена ​​в 1787 році Шарлем і уточнена Гей-Люссак в 1802 році.

У російсько- та англомовної науковій літературі існують деякі відмінності в найменуванні законів, пов'язаних з ім'ям Гей-Люссака. Ці відмінності представлені в наступній таблиці:

Формулювання закону Шарля наступна:

Тиск газу фіксованою маси і фіксованого обсягу прямо пропорційно абсолютній температурі газу.

Простіше кажучи, якщо температура газу збільшується, то і його тиск теж збільшується, якщо при цьому маса і обсяг газу залишаються неізменнимі.Закон має особливо простий математичний вигляд, якщо температура вимірюється за абсолютною шкалою, наприклад, в кельвінах . Математично закон записують так:

P ~ T {\ displaystyle \ qquad P \ sim {T}}

або

P T = k {\ displaystyle {\ frac {P} {T}} = k}

де:

P

- тиск газу, T - температура газу (в кельвінах), k - константа .

Цей закон справедливий, оскільки температура є мірою середньої кінетичної енергії речовини. Якщо кінетична енергія газу збільшується, його частинки стикаються зі стінками посудини швидше, тим самим створюючи більш високий тиск.

Для порівняння того ж речовини при двох різних умовах, закон можна записати у вигляді:

P 1 T 1 = P 2 T 2 o r P 1 T 2 = P 2 T 1. {\ Displaystyle {\ frac {P_ {1}} {T_ {1}}} = {\ frac {P_ {2}} {T_ {2}}} \ qquad \ mathrm {or} \ qquad {P_ {1} } {T_ {2}} = {P_ {2}} {T_ {1}}.}

Закон Амонтона про тиск і температуру: закон тиску, описаний вище, повинен бути насправді приписаний Гильому Амонтону , Який на початку XVIII століття (точніше між 1700 і 1702 р [1] [2] ) Виявив, що тиск фіксованою маси газу, підтримуваного при постійному об'ємі, пропорційно його температурі. Амонтон виявив це під час будівництва «повітряного термометра». Називати цей закон законом Гей-Люссака просто некоректно, оскільки Гей-Люссак досліджував взаємозв'язок між об'ємом і температурою, а не тиском і температурою.

Закон Шарля був відомий як закон Шарля і Гей-Люссака, оскільки Гей-Люссак опублікував його в 1802 році з використанням здебільшого неопублікованих з 1787 року даних Шарля. Закон Гей-Люссака, закон Шарля і закон Бойля - Маріотта всі разом утворюють об'єднаний газовий закон. У поєднанні з законом Авогадро ці три газових закону узагальнюються до рівняння стану ідеального газу .

• Castka, Joseph F .; Metcalfe, H. Clark; Davis, Raymond E .; Williams, John E. Modern Chemistry. - Holt, Rinehart and Winston, 2002. - ISBN 0-03-056537-5 .
• Guch, Ian. The Complete Idiot's Guide to Chemistry. - Alpha, Penguin Group Inc., 2003. - ISBN 1-59257-101-8 .
• Mascetta, Joseph A. How to Prepare for the SAT II Chemistry . - Barron's, 1998. - ISBN 0-7641-0331-8 .