Gay-Lussac lag exempel

Den franske vetenskapsmannen Louis Joseph de Gay-Lussac studerat de fenomen som händer med en gas, när den finns i en sluten behållare (fast volym), och temperaturen varierar. Gaser, ur fysisk synvinkel, kan studeras utifrån tre egenskaper som är: volym, vilket är det utrymme den upptar, och som för experimentändamål är volymen som fyller en behållare. Trycket, som är den kraft som gasen utövar på behållarens väggar och även den kraft som kan appliceras på gasen, till exempel med hjälp av en kolv. Den tredje egenskapen är temperaturen, eftersom gaser ökar sin rörelse när temperaturen ökar och när den minskar, minskar även deras rörelse.

Som ett resultat av sina observationer insåg han att med en viss volym gas och denna inte varieras under hela experimentet, ökar uppvärmning av gasmassan dess rörelseenergi, dess molekyler börjar röra sig bort från varandra och gasmassan expanderar, vilket får till följd att trycket som gasen gör på väggarna i behållare. Han observerade också att när temperaturen minskar, minskar gasens kinetiska energi och trycket som den utövar på behållarens väggar minskar. Detta sammanfattas i uppropet

Gay Lussacs lag:

Trycket som utövas av en fast volym gas på väggarna i behållaren som innehåller den är direkt proportionell mot variationen i temperatur.

I Gay-Lussacs lag, för en given volym gas, finns det alltid samma förhållande mellan dess tryck och dess temperatur, det vill säga detta förhållande är alltid konstant. Detta uttrycks med följande formel:

P/T = k
P₁/T₁ = P₂/T₂ = k
P, P₁, P₂ = Gasens tryck, som kan uttryckas i atmosfärer (at) eller i gram per kvadratcentimeter (g/cm²)
T, T₁, T₂ = Det är gasens temperatur, som kan uttryckas i grader Celsius (° C) eller grader på skalan av absoluta noll eller grader Kelvin (° K)
k = är konstanten för tryck- och temperaturförhållandet för just den gasvolymen.

Från denna formel kan värdena för dess komponenter lösas:

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

3 tillämpade exempel på Gay-Lussacs lag:

1. En behållare innehåller en volym gas som har ett tryck på 1,2 vid, vid en omgivningstemperatur på 22 ° C klockan 10 på morgonen. Beräkna trycket som gasen kommer att ha när temperaturen stiger till 28 ° C vid middagstid

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

Först beräknar vi konstanten för den gasen:

P₁/T₁ = P₂/T₂ = k
1.2 / 22 = 0.0545

Nu löser vi värdet av P₂:

P₂ = T₂* k = (28) (0,0545) = 1,526 at

Så vid middagstid kommer trycket att vara 1 526 atmosfärer.

2. En behållare innehåller en volym gas som har ett tryck på 25 g/cm², vid en omgivningstemperatur på 24 °C. Beräkna trycket som gasen kommer att ha när dess temperatur sjunker med 18 °C.

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

Först beräknar vi konstanten för den gasen:

P₁/T₁ = P₂/T₂ = k
25 / 24 = 1.0416

Nu löser vi värdet av P₂:

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

Genom att sänka temperaturen 18°C ​​blir sluttemperaturen 6°C och trycket 6,25 g/cm².

3. Beräkna starttemperaturen för en gasvolym, om vi vet att dess initiala tryck var 3,5 vid, och när det når 67 ° C är dess tryck 16,75 vid.

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

Först beräknar vi konstanten för den gasen:

P₁/T₁ = P₂/T₂ = k
16.75 / 67 = 0.25

Nu löser vi värdet på T₁:

T₁ = P₁/k = (3,5) / (0,25) = 14 °C

Den initiala temperaturen var 14°C.