게이 뤼삭 법칙의 예

프랑스 과학자 루이 조제프 드 게이 뤼삭 밀폐된 용기(고정된 부피)에 담겨 있을 때 온도가 변할 때 기체에서 일어나는 현상을 연구했습니다. 물리적인 관점에서 기체는 다음과 같은 세 가지 특성으로 연구할 수 있습니다. 부피는 그것이 차지하는 공간이고 실험 목적을 위해 채우는 부피입니다. 컨테이너. 압력은 가스가 용기의 벽에 가하는 힘과 예를 들어 피스톤을 사용하여 가스에 가할 수 있는 힘입니다. 세 번째 특성은 온도입니다. 기체는 온도가 증가하면 움직임이 증가하고 온도가 감소하면 움직임도 감소하기 때문입니다.

그의 관찰 결과, 그는 일정 부피의 기체를 가지고 있고 이것이 실험 내내 변하지 않는다는 것을 깨달았습니다. 기체의 질량을 가열하면 기체의 질량이 증가합니다. 운동 에너지, 분자는 서로 멀어지기 시작하고 가스 질량은 팽창하여 결과적으로 가스가 벽에 만드는 압력이 발생합니다. 컨테이너. 그는 또한 온도가 감소함에 따라 기체의 운동 에너지가 감소하고 기체가 용기 벽에 가하는 압력이 감소한다는 것을 관찰했습니다. 이것은 호출에 요약되어 있습니다 게이 루삭의 법칙:

고정된 부피의 가스가 가스를 담고 있는 용기의 벽에 가하는 압력은 온도 변화에 정비례합니다.

Gay-Lussac의 법칙에서, 주어진 부피의 기체에 대해 압력과 온도 사이에는 항상 동일한 관계가 있습니다. 즉, 이 관계는 항상 일정합니다. 이것은 다음 공식으로 표현됩니다.

피 / 티 = k
NS₁/ NS₁ = 피₂/ NS₂ = k
피, 피₁, NS₂ = 기압(at) 또는 제곱센티미터당 그램(g/cm)으로 표시할 수 있는 기체의 압력²)
티, 티₁, NS₂ = 섭씨 온도(°C) 또는 절대 0도 또는 켈빈도(°K) 단위로 표시할 수 있는 기체의 온도입니다.
k = 특정 부피의 가스에 대한 압력과 온도 관계의 상수입니다.

이 공식에서 구성 요소의 값을 풀 수 있습니다.

피 / 티 = k
티 = 피 / k
피 = 티 * k

Gay-Lussac의 법칙의 3가지 적용 예:

1. 용기에는 아침 10시에 주위 온도가 22°C이고 압력이 1.2at인 기체 부피가 들어 있습니다. 정오에 온도가 28 ° C로 올라갈 때 가스가 가질 압력을 계산하십시오.

NS₁ = 1.2에서
NS₁ = 22℃
NS₂ = ?
NS₂ = 28 ° C

먼저 해당 기체의 상수를 계산합니다.

NS₁/ NS₁ = 피₂/ NS₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

이제 우리는 P의 값을 풉니다.₂:

NS₂ = 티₂* k = (28) (0.0545) = 1.526에서

따라서 정오의 기압은 1,526기압이 됩니다.

2. 용기에 25g/cm의 압력인 기체가 들어 있습니다.², 주위 온도 24 ° C에서 온도가 18 ° C 감소할 때 가스의 압력을 계산하십시오.

NS₁ = 25g/cm²
NS₁ = 24 ° C
NS₂ = ?
NS₂ = (24-18) = 6 ° C

먼저 해당 기체의 상수를 계산합니다.

NS₁/ NS₁ = 피₂/ NS₂ = k
25 / 24 = 1.0416

이제 우리는 P의 값을 풉니다.₂:

NS₂ = 티₂* k = (6) (1.0416) = 6.25g/cm²

온도를 18 ° C 낮추면 최종 온도는 6 ° C가되고 압력은 6.25 g / cm가됩니다.².

3. 초기 압력이 3.5 at이고 67 ° C에 도달했을 때 압력이 16.75 at인 경우 기체 부피의 초기 온도를 계산하십시오.

NS₁ = 3.5에서
NS₁ = ?
NS₂ = 16.75에서
NS₂ = 67 ° C

먼저 해당 기체의 상수를 계산합니다.

NS₁/ NS₁ = 피₂/ NS₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

이제 우리는 T의 값을 풉니다.₁:

NS₁ = 피₁/ k = (3.5) / (0.25) = 14 ° C

초기 온도는 14℃였다.