Gay-Lussac 법의 예

프랑스 과학자 루이 조셉 드 게이-루삭 가스가 밀폐 된 용기 (고정 부피)에 담겨 있고 온도가 변할 때 발생하는 현상을 연구했습니다. 물리적 관점에서 가스는 다음과 같은 세 가지 특성에서 연구 할 수 있습니다. 볼륨은 그것이 차지하는 공간이고 실험 목적을 위해 볼륨을 채우는 볼륨입니다. 컨테이너. 가스가 용기의 벽에 가하는 힘과 예를 들어 피스톤을 통해 가스에 가할 수있는 힘인 압력. 세 번째 특성은 온도입니다. 온도가 상승하면 가스의 움직임이 증가하고 온도가 낮아지면 움직임도 감소하기 때문입니다.

그의 관찰 결과, 그는 특정 부피의 가스를 가지고 있으며 이것은 실험 전체에 걸쳐 변하지 않는다는 것을 깨달았습니다. 운동 에너지, 분자가 서로 멀어지기 시작하고 가스 질량이 팽창하여 결과적으로 가스가 벽에 가하는 압력이 컨테이너. 그는 또한 온도가 감소함에 따라 가스의 운동 에너지가 감소하고 컨테이너 벽에 가하는 압력이 감소하는 것을 관찰했습니다. 이것은 호출에 요약되어 있습니다. 게이 루삭의 법칙:

가스를 담은 용기 벽에 고정 된 부피의 가스가 가하는 압력은 온도 변화에 정비례합니다.

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

P / T = k
피₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
피, 피₁, P₂ = 대기 (at) 또는 제곱 센티미터 당 그램 (g / cm)으로 표현할 수있는 가스의 압력²)
티, 티₁, T₂ = 섭씨 (° C) 또는 절대 영도 또는 켈빈 (° K) 눈금으로 표현할 수있는 가스의 온도입니다.
k = 특정 가스 부피에 대한 압력 및 온도 관계의 상수입니다.

이 공식에서 구성 요소의 값을 해결할 수 있습니다.

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

Gay-Lussac의 법칙의 3 가지 적용 사례 :

1. 컨테이너에는 오전 10시에 주변 온도 22 ° C에서 1.2 at의 압력에있는 가스 부피가 들어 있습니다. 정오에 온도가 28 ° C로 상승 할 때 가스가 가질 압력을 계산합니다.

피₁ = 1.2에서
티₁ = 22 ° C
피₂ = ?
티₂ = 28 ° C

먼저 해당 가스의 상수를 계산합니다.

피₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

이제 우리는 P의 값을₂:

피₂ = T₂* k = (28) (0.0545) = 1.526 at

따라서 정오에 압력은 1,526 기압이 될 것입니다.

2. 용기에는 압력이 25g / cm 인 가스 부피가 있습니다.², 주변 온도 24 ° C에서 온도가 18 ° C 감소 할 때 가스의 압력을 계산합니다.

피₁ = 25g / cm²
티₁ = 24 ° C
피₂ = ?
티₂ = (24-18) = 6 ° C

먼저 해당 가스의 상수를 계산합니다.

피₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
25 / 24 = 1.0416

이제 우리는 P의 값을₂:

피₂ = T₂* k = (6) (1.0416) = 6.25g / cm²

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

3. 초기 압력이 3.5 ° C이고 67 ° C에 도달하면 압력이 16.75 ° C 인 경우 가스 부피의 초기 온도를 계산합니다.

피₁ = 3.5에서
티₁ = ?
피₂ = 16.75에서
티₂ = 67 ° C

먼저 해당 가스의 상수를 계산합니다.

피₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

이제 우리는 T의 값을₁:

티₁ = P₁/ k = (3.5) / (0.25) = 14 ° C

초기 온도는 14 ° C였다.