A doua lege a lui Gay-Lussac

Reprezentarea grafică a celei de-a doua legi a lui Gay Lussac

A doua lege a lui Gay-Lussac , numită și a doua lege a Voltei - Gay-Lussac , cunoscută în străinătate drept legea Amontonilor sau drept legea Amontonilor - Volta - Gay-Lussac , este o lege constitutivă care descrie cum, într-un transformare izocorică în condiții de volum constant, presiunea unui gaz este direct proporțională cu temperatura sa absolută .

Această lege ia numele de la franceză chimist-fizician Joseph Louis Gay-Lussac , care a formulat în 1802 , chiar dacă fusese deja descoperit un secol mai devreme de Guillaume Amontons ^[1] , precum și italian fizician Alessandro Volta , care în 1791 a făcut cercetări similare privind dilatarea gazelor anticipând, ca și pentru prima lege , rezultatele Gay-Lussac.

Formularea matematică și consecințele fizice

Indicând cu $p_{0}$ ${\ displaystyle p_ {0}}$ $p_ {0}$ presiunea unui gaz la temperatura de $0\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle 0 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle 0 \; ^ {\ circ} C}$ si cu $p(t)$ ${\ displaystyle p (t)}$ $p (t)$ presiunea la o temperatură $t>0$ ${\ displaystyle t> 0}$ $t> 0$ , această lege este exprimată matematic prin relația: ^[2]

p={p}_{0}(1+{\alpha }t)

{\ displaystyle p = {p} _ {0} (1 + {\ alpha} t)}

{\ displaystyle p = {p} _ {0} (1 + {\ alpha} t)}

cu $t$ ${\ displaystyle t}$ $t$ în ° C.

Reprezentarea grafică că alfa este întotdeauna aceeași pentru orice transformare, atât izocorică, cât și izobarică

Parametrul $\alpha$ ${\ displaystyle \ alpha}$ $\ alfa$ se numește coeficient de expansiune a gazelor și este valabil pentru toate gazele aproximativ $3,663\cdot 10^{-3}\;^{\circ }C^{-1}$ ${\ displaystyle 3,663 \ cdot 10 ^ {- 3} \; ^ {\ circ} C ^ {- 1}}$ ${\ displaystyle 3,663 \ cdot 10 ^ {- 3} \; ^ {\ circ} C ^ {- 1}}$ , egal cu aprox $1/273\;^{\circ }C^{-1}$ ${\ displaystyle 1/273 \; ^ {\ circ} C ^ {- 1}}$ ${\ displaystyle 1/273 \; ^ {\ circ} C ^ {- 1}}$ . (Mărimea la $\alpha$ ${\ displaystyle \ alpha}$ $\ alfa$ Sunt $^{\circ }C^{-1}$ ${\ displaystyle ^ {\ circ} C ^ {- 1}}$ ${\ displaystyle ^ {\ circ} C ^ {- 1}}$ deoarece produsul $\alpha t$ ${\ displaystyle \ alpha t}$ $\ alfa t$ trebuie să fie adimensional).

$\alpha$ ${\ displaystyle \ alpha}$ $\ alfa$ reprezintă deci creșterea relativă a presiunii suferită de gaz când temperatura acestuia crește cu $1\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle 1 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle 1 \; ^ {\ circ} C}$ . De exemplu, dacă temperatura gazului crește de la $100\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle 100 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle 100 \; ^ {\ circ} C}$ , presiunea gazului a $100\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle 100 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle 100 \; ^ {\ circ} C}$ Și $p(100)=p_{0}(1+0,3663)=1,3663p_{0}$ ${\ displaystyle p (100) = p_ {0} (1 + 0.3663) = 1.3663p_ {0}}$ ${\ displaystyle p (100) = p_ {0} (1 + 0.3663) = 1.3663p_ {0}}$ ; adică presiunea gazului crește cu aproximativ 36%.

Dacă temperatura este redusă la valorile de mai jos $0\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle 0 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle 0 \; ^ {\ circ} C}$ , apoi presiunea $p(t)$ ${\ displaystyle p (t)}$ $p (t)$ este proporțional redus; ecuația prezice că dispare la o temperatură $t=-{\frac {1}{\alpha }}=-273,15\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle t = - {\ frac {1} {\ alpha}} = - 273,15 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle t = - {\ frac {1} {\ alpha}} = - 273,15 \; ^ {\ circ} C}$ .

Această temperatură se numește zero absolut . În realitate, majoritatea gazelor se lichefiază înainte de a atinge această temperatură: azotul a $-196\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle -196 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle -196 \; ^ {\ circ} C}$ , hidrogen a $-253\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle -253 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle -253 \; ^ {\ circ} C}$ .

Cu toate acestea, heliul lichefiază doar un $-269\;^{\circ }C$ ${\ displaystyle -269 \; ^ {\ circ} C}$ ${\ displaystyle -269 \; ^ {\ circ} C}$ și respectă legea Gay-Lussac mai mult sau mai puțin până la această temperatură.

De sine $T.$ ${\ displaystyle T}$ $T.$ reprezintă temperatura absolută a gazului, a doua lege Gay-Lussac ia forma cea mai simplă:

p=p_{0}\alpha T

{\ displaystyle p = p_ {0} \ alpha T}

{\ displaystyle p = p_ {0} \ alpha T}

Prin urmare, legea poate fi exprimată în următorii termeni:

"La volum constant, presiunea unui gaz este direct proporțională cu temperatura sa absolută"

A doua lege a lui Gay-Lussac este verificată experimental pentru presiuni nu prea mari și pentru temperaturi care nu sunt prea apropiate de temperatura de lichefiere a gazului, atunci când gazul se comportă ca un gaz ideal . În acest sens, este o „lege a limitei”, fiind strict adevărată numai pentru condițiile care se apropie de starea limită a gazului ideal (la care se apropie toate gazele pentru presiuni foarte mici și temperaturi foarte ridicate).

Notă

Bibliografie

Paolo Silvestroni, Fundamentals of chemistry , ed. A X-a, CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8 .

Elemente conexe

linkuri externe

Legea izocorică a gazelor (legea lui Charles) , pe itchiavari.org .

Portalul Termodinamicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de termodinamică

[1] ttp://www.treccani.it/encyclopedia/amontons-guillaume_(Dtionary_delle_Scienze_Fisiche)/

[2] Silvestroni , p. 162 .

[1]

[2]