Gay-Lussac loveksempel

Den franske videnskabsmand Louis Joseph de Gay-Lussac studeret de fænomener, der sker med en gas, når den er indeholdt i en lukket beholder (fast volumen), og temperaturen varierer. Fra det fysiske synspunkt kan gasser studeres ud fra tre karakteristika, der er: volumen, hvilket er det rum, det optager, og som til eksperimentelle formål er det volumen, der fylder et beholder. Trykket, som er den kraft, som gassen udøver på beholderens vægge, og også den kraft, der kan påføres gassen, for eksempel ved hjælp af et stempel. Det tredje kendetegn er temperaturen, da gasser øger deres bevægelse, når temperaturen stiger, og når den falder, falder deres bevægelse også.

Som et resultat af hans observationer indså han, at det at have et bestemt volumen gas, og dette ikke varieres gennem hele eksperimentet, opvarmning af gasmassen øger dets kinetisk energi, begynder dets molekyler at bevæge sig væk fra hinanden, og massen af ​​gas udvides, hvilket har som konsekvens, at det tryk, som gassen laver på væggene i beholder. Han bemærkede også, at når temperaturen falder, falder gassens kinetiske energi, og det tryk, den udøver på beholdervæggene, reduceres. Dette er opsummeret i opkaldet

Gay Lussacs lov:

Det tryk, der udøves af et fast gasvolumen på beholdervæggene, der indeholder den, er direkte proportionalt med temperaturvariationen.

I Gay-Lussacs lov er der for et givet volumen gas altid det samme forhold mellem dets tryk og dets temperatur, dvs. dette forhold er altid konstant. Dette udtrykkes ved følgende formel:

P / T = k
P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
P, P₁, S₂ = Trykket af gassen, som kan udtrykkes i atmosfærer (at) eller i gram pr. Kvadratcentimeter (g / cm²)
T, T₁, T₂ = Det er temperaturen på gassen, som kan udtrykkes i grader Celsius (° C) eller grader på skalaen absolut nul eller grader Kelvin (° K)
k = er konstanten af ​​forholdet mellem tryk og temperatur for det pågældende gasvolumen.

Fra denne formel kan værdierne for dets komponenter løses:

P / T = k
T = P / k
P = T * k

3 anvendte eksempler på Gay-Lussacs lov:

1. En beholder indeholder et gasvolumen, der har et tryk på 1,2 ved en omgivelsestemperatur på 22 ° C klokken 10 om morgenen. Beregn det tryk, som gassen vil have, når temperaturen stiger til 28 ° C ved middagstid

P₁ = 1,2 ved
T₁ = 22 ° C
P₂ = ?
T₂ = 28 ° C

Først beregner vi konstanten for den gas:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

Nu løser vi værdien af ​​P₂:

P₂ = T₂* k = (28) (0,0545) = 1,526 ved

Så ved middagstid vil trykket være 1.526 atmosfærer.

2. En beholder indeholder et volumen gas, der har et tryk på 25 g / cm²ved en omgivelsestemperatur på 24 ° C. Beregn det tryk, som gassen vil have, når dens temperatur falder med 18 ° C.

P₁ = 25 g / cm²
T₁ = 24 ° C
P₂ = ?
T₂ = (24-18) = 6 ° C

Først beregner vi konstanten for den gas:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
25 / 24 = 1.0416

Nu løser vi værdien af ​​P₂:

P₂ = T₂* k = (6) (1,0416) = 6,25 g / cm²

Ved at reducere temperaturen 18 ° C vil den endelige temperatur være 6 ° C og trykket være 6,25 g / cm².

3. Beregn starttemperaturen for et volumen gas, hvis vi ved, at dets oprindelige tryk var 3,5 ved, og når det når 67 ° C, er dets tryk 16,75 ved.

P₁ = 3,5 ved
T₁ = ?
P₂ = 16,75 ved
T₂ = 67 ° C

Først beregner vi konstanten for den gas:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

Nu løser vi værdien af ​​T.₁:

T₁ = P₁/ k = (3,5) / (0,25) = 14 ° C

Den indledende temperatur var 14 ° C.