Gay-Lussac loveksempel

Den franske vitenskapsmannen Louis Joseph de Gay-Lussac studerte fenomenene som skjer med en gass, når den er inneholdt i en lukket beholder (fast volum), og temperaturen varierer. Gasser, fra et fysisk synspunkt, kan studeres fra tre egenskaper som er: volum, som er plassen den opptar, og som for eksperimentelle formål er volumet som fyller en container. Trykket, som er kraften som gassen utøver på beholderens vegger og også kraften som kan påføres gassen, for eksempel ved hjelp av et stempel. Den tredje egenskapen er temperaturen, siden gasser øker bevegelsen når temperaturen øker og når den synker, reduseres bevegelsen også.

Som et resultat av sine observasjoner innså han at å ha et visst volum av gass og dette ikke varierte gjennom hele eksperimentet, øker oppvarming av gassmassen dens kinetisk energi, begynner molekylene å bevege seg bort fra hverandre og massen av gass utvider seg, noe som har som en konsekvens at trykket som gassen lager på veggene til container. Han observerte også at når temperaturen synker, reduseres den kinetiske energien til gassen og trykket den utøver på beholderveggene reduseres. Dette er oppsummert i utlysningen

Gay Lussacs lov:

Trykket som utøves av et fast volum av gass på veggene til beholderen som inneholder den, er direkte proporsjonal med variasjonen i temperatur.

I Gay-Lussacs lov, for et gitt volum av gass, er det alltid det samme forholdet mellom dets trykk og dets temperatur, det vil si at dette forholdet alltid er konstant. Dette uttrykkes med følgende formel:

P / T = k
P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
P, P₁, P₂ = Trykket til gassen, som kan uttrykkes i atmosfærer (at) eller i gram per kvadratcentimeter (g/cm²)
T, T₁, T₂ = Det er temperaturen på gassen, som kan uttrykkes i grader celsius (° C) eller grader på skalaen av absolutt null eller grader Kelvin (° K)
k = er konstanten for trykk- og temperaturforholdet for det aktuelle gassvolumet.

Fra denne formelen kan verdiene til komponentene løses:

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

3 anvendte eksempler på Gay-Lussacs lov:

1. En beholder inneholder et gassvolum som har et trykk på 1,2 at, ved en omgivelsestemperatur på 22 ° C klokken 10 om morgenen. Regn ut trykket som gassen vil ha når temperaturen stiger til 28 °C ved middagstid

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

Først beregner vi konstanten til den gassen:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

Nå løser vi for verdien av P₂:

P₂ = T₂* k = (28) (0,0545) = 1,526 at

Så ved middagstid vil trykket være 1526 atmosfærer.

2. En beholder inneholder et volum gass som har et trykk på 25 g/cm², ved en omgivelsestemperatur på 24 °C. Beregn trykket som gassen vil ha når temperaturen synker med 18 °C.

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

Først beregner vi konstanten til den gassen:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
25 / 24 = 1.0416

Nå løser vi for verdien av P₂:

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

Ved å redusere temperaturen 18 °C vil slutttemperaturen være 6 °C og trykket vil være 6,25 g/cm².

3. Beregn starttemperaturen til et gassvolum, hvis vi vet at dets starttrykk var 3,5 ved, og når det når 67 ° C, er trykket 16,75 ved.

P₁ = 3,5 kl
T₁ = ?
P₂ = 16.75 kl
T₂ = 67 °C

Først beregner vi konstanten til den gassen:

P₁/ T₁ = P₂/ T₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

Nå løser vi for verdien av T₁:

T₁ = P₁/ k = (3,5) / (0,25) = 14 °C

Starttemperaturen var 14 °C.