Prawo gazowe Gay-Lussaca jest szczególnym przypadkiem prawo gazu doskonałego gdzie objętość gazu jest utrzymywana na stałym poziomie. Gdy objętość jest utrzymywana na stałym poziomie, ciśnienie wywierane przez gaz jest wprost proporcjonalne do absolutnej temperatury gazu. Mówiąc prościej, zwiększenie temperatury gazu zwiększa jego ciśnienie, natomiast obniżenie temperatury zmniejsza ciśnienie, przy założeniu, że objętość się nie zmienia. Prawo to jest również znane jako prawo temperatury ciśnienia Gay-Lussaca. Gay-Lussac sformułował prawo w latach 1800–1802, budując termometr powietrzny. Te przykładowe problemy wykorzystują prawo Gay-Lussaca do znalezienia ciśnienia gazu w podgrzewanym pojemniku, a także temperatury, której potrzebna byłaby zmiana ciśnienia gazu w zbiorniku.
Aby rozwiązać problem, wystarczy wykonać następujące kroki:
Objętość cylindra pozostaje niezmieniona, gdy gaz jest podgrzewany, tak jak w przypadku Gay-Lussaca prawo gazowe dotyczy. Prawo gazowe Gay-Lussaca można wyrazić jako:
P.ja/ Tja = Pfa/ Tfa
gdzie
P.ja oraz Tja są ciśnieniem początkowym i temperatury bezwzględne
P.fa oraz Tfa są ciśnieniem końcowym i temperaturą bezwzględną
Najpierw przelicz temperatury na temperatury bezwzględne.
T.ja = 27 ° C = 27 + 273 K = 300 K.
T.fa = 77 C = 77 + 273 K = 350 K.
Użyj tych wartości u Gay-Lussaca równanie i rozwiązanie dla Pfa.
P.fa = PjaT.fa/ Tja
P.fa = (6 atm) (350 K) / (300 K)
P.fa = 7 atm
Otrzymasz odpowiedź:
Ciśnienie wzrośnie do 7 atm po podgrzaniu gazu z 27 ° C do 77 ° C.
Sprawdź, czy rozumiesz tę koncepcję, rozwiązując kolejny problem: Znajdź potrzebną temperaturę w stopniach Celsjusza zmienić ciśnienie na 10,0 litrów gazu o ciśnieniu 97,0 kPa w 25 ° C na standard nacisk. Standardowe ciśnienie wynosi 101,325 kPa.
Temperatura jest miarą energii kinetycznej cząsteczek gazu. W niskiej temperaturze cząsteczki poruszają się wolniej i często uderzają w ścianę pojemnika bez pojemnika. Wraz ze wzrostem temperatury zwiększają się ruch cząsteczek. Częściej uderzają w ścianki pojemnika, co jest postrzegane jako wzrost ciśnienia.
Zależność bezpośrednia ma zastosowanie tylko wtedy, gdy temperatura jest podana w kelwinach. Najczęstszymi błędami, jakie popełniają uczniowie podczas pracy z tego rodzaju problemem, są zapominanie o konwersji na Kelvina lub niepoprawne wykonanie konwersji. Innym błędem jest zaniedbanie znaczące liczby w odpowiedzi. Użyj najmniejszej liczby znaczących liczb podanych w problemie.