ゲイ・リュサック法の例

フランスの科学者 ルイ・ジョセフ・ド・ゲイ・ルサック 密閉容器（定容）に入れて温度を変化させたときに発生する現象を調べました。 ガスは、物理的な観点から、次の3つの特性から調べることができます。 ボリュームは、それが占めるスペースであり、実験目的では、 コンテナ。 圧力。これは、ガスが容器の壁に及ぼす力であり、たとえばピストンによってガスに加えることができる力でもあります。 3つ目の特徴は温度です。温度が上がるとガスの動きが大きくなり、温度が下がるとガスの動きも小さくなります。

彼の観察の結果、彼は、一定の量のガスがあり、これは実験全体を通して変化しないことに気づきました。ガスの質量を加熱すると、 運動エネルギー、その分子は互いに離れ始め、ガスの質量が拡大します。その結果、ガスが壁にかける圧力が発生します。 コンテナ。 彼はまた、温度が下がると、ガスの運動エネルギーが減少し、ガスが容器の壁に及ぼす圧力が減少することを観察しました。 これは電話で要約されます ゲイリュサック法:

一定量のガスがそれを含む容器の壁に及ぼす圧力は、温度の変化に正比例します。

ゲイ・リュサックの法則では、与えられた量のガスに対して、その圧力とその温度の間には常に同じ関係があります。つまり、この関係は常に一定です。 これは、次の式で表されます。

P / T = k
P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
P、P₁、P₂ =ガスの圧力。大気圧（at）またはグラム/平方センチメートル（g / cm）で表すことができます。²)
T、T₁、T₂ =これはガスの温度であり、摂氏（°C）または絶対零度またはケルビン（°K）のスケールでの度で表すことができます。
k =は、その特定の量のガスの圧力と温度の関係の定数です。

この式から、そのコンポーネントの値を解くことができます：

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

ゲイ・リュサックの法則の3つの応用例：

1. コンテナには、午前10時に周囲温度22°Cで1.2atの圧力のガスが入っています。 正午に温度が28°Cに上昇したときにガスが持つ圧力を計算します

P₁ = 1.2 at
T₁ = 22°C
P₂ = ?
T₂ = 28°C

まず、そのガスの定数を計算します。

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

ここで、Pの値を解きます₂:

P₂ = T₂* k =（28）（0.0545）= 1.526 at

したがって、正午の気圧は1,526気圧になります。

2. コンテナには、25 g / cmの圧力のガスが入っています。²、周囲温度24°Cで。 ガスの温度が18°C下がったときにガスが持つ圧力を計算します。

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

まず、そのガスの定数を計算します。

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
25 / 24 = 1.0416

ここで、Pの値を解きます₂:

P₂ = T₂* k =（6）（1.0416）= 6.25 g / cm²

温度を18°C下げると、最終温度は6°Cになり、圧力は6.25 g / cmになります。².

3. 初期圧力が3.5atであり、67°Cに達すると圧力が16.75 atであることがわかっている場合は、ある体積のガスの初期温度を計算します。

P₁ = 3.5 at
T₁ = ?
P₂ = 16.75 at
T₂ = 67°C

まず、そのガスの定数を計算します。

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

ここで、Tの値を解きます₁:

T₁ = P₁/ k =（3.5）/（0.25）= 14°C

初期温度は14℃でした。