Gay-Lussac-Gesetzbeispiel

Der französische Wissenschaftler Louis Joseph de Gay-Lussac untersuchten die Phänomene, die bei einem Gas auftreten, wenn es in einem geschlossenen Behälter (festem Volumen) enthalten ist und die Temperatur variiert. Gase können aus physikalischer Sicht anhand von drei Merkmalen untersucht werden: Volumen, das ist der Raum, den es einnimmt, und welches für experimentelle Zwecke das Volumen ist, das a. füllt Container. Der Druck, das ist die Kraft, die das Gas auf die Wände des Behälters ausübt und auch die Kraft, die beispielsweise mittels eines Kolbens auf das Gas ausgeübt werden kann. Das dritte Merkmal ist die Temperatur, da Gase ihre Bewegung mit steigender Temperatur erhöhen und mit sinkender Temperatur auch ihre Bewegung abnehmen.

Als Ergebnis seiner Beobachtungen stellte er fest, dass bei einem bestimmten Gasvolumen, das während des gesamten Experiments nicht variiert wird, das Erhitzen der Gasmasse seine kinetische Energie, seine Moleküle beginnen sich voneinander zu entfernen und die Gasmasse dehnt sich aus, was zur Folge hat, dass der Druck, den das Gas auf die Wände des Gases ausübt, Container. Er beobachtete auch, dass mit sinkender Temperatur die kinetische Energie des Gases abnimmt und der Druck, den es auf die Behälterwände ausübt, abnimmt. Dies ist im Aufruf zusammengefasst

Gay Lussac Law:

Der Druck, der von einem festen Gasvolumen auf die Wände des Behälters, der es enthält, ausgeübt wird, ist direkt proportional zur Temperaturänderung.

Im Gesetz von Gay-Lussac besteht für ein gegebenes Gasvolumen immer die gleiche Beziehung zwischen seinem Druck und seiner Temperatur, dh diese Beziehung ist immer konstant. Dies wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

P / T = k
P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
P, P₁, P₂ = Der Druck des Gases, der in Atmosphären (at) oder in Gramm pro Quadratzentimeter (g / cm .) ausgedrückt werden kann²)
T, T₁, T₂ = Es ist die Temperatur des Gases, die in Grad Celsius (° C) oder Grad auf der Skala des absoluten Nullpunkts oder Grad Kelvin (° K) ausgedrückt werden kann
k = ist die Konstante der Druck-Temperatur-Beziehung für dieses bestimmte Gasvolumen.

Aus dieser Formel können die Werte ihrer Komponenten gelöst werden:

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

3 angewandte Beispiele des Gesetzes von Gay-Lussac:

1. Ein Behälter enthält ein Gasvolumen, das um 10 Uhr morgens einen Druck von 1,2 at bei einer Umgebungstemperatur von 22 °C hat. Berechnen Sie den Druck, den das Gas haben wird, wenn die Temperatur mittags auf 28 ° C ansteigt

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

Zuerst berechnen wir die Konstante dieses Gases:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

Nun lösen wir nach dem Wert von P₂:

P₂ = T₂* k = (28) (0,0545) = 1,526 at

Mittags beträgt der Druck also 1.526 Atmosphären.

2. Ein Behälter enthält ein Gasvolumen mit einem Druck von 25 g / cm², bei einer Umgebungstemperatur von 24 °C. Berechnen Sie den Druck, den das Gas hat, wenn seine Temperatur um 18 ° C sinkt.

P₁ = 25 g / cm²²
T₁ = 24 °C
P₂ = ?
T₂ = (24-18) = 6 ° C

Zuerst berechnen wir die Konstante dieses Gases:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
25 / 24 = 1.0416

Nun lösen wir nach dem Wert von P₂:

P₂ = T₂* k = (6) (1,0416) = 6,25 g / cm²²

Durch Reduzierung der Temperatur um 18 ° C beträgt die Endtemperatur 6 ° C und der Druck beträgt 6,25 g / cm².

3. Berechnen Sie die Anfangstemperatur eines Gasvolumens, wenn wir wissen, dass sein Anfangsdruck 3,5 at betrug, und wenn es 67 ° C erreicht, beträgt sein Druck 16,75 at.

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

Zuerst berechnen wir die Konstante dieses Gases:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

Nun lösen wir nach dem Wert von T₁:

T₁ = P₁/ k = (3,5) / (0,25) = 14 ° C

Die Anfangstemperatur betrug 14 °C.