23. Закон Гей-Люссака

Закон Гей-Люссака гласит: отношение объема газа к его температуре при неизменных давлении газа и его массе постоянно.

V/ Т = m/ MО R/ P= const

при P = const, m = const.

Это равенство носит название уравнения изобары.

Изобара изображается на PV-диаграмме прямой, параллельной оси V. Процесс, идущий при P= const, называется изобарическим. Если V₁и Т₁ – начальные, а V₂ и Т₂ – конечные объем и температура, то справедливо равенство:

^V1 ^{/ Т}1 ^{= V}2 ^{/ Т}2^.

Работу газа, которая совершается им при расширении, легко найти, посчитав площадь треугольника на PV-диаграмме:

A12 = PDV= m/ MО RDT,

где DV= V₂– V₁ – изменение объема;

DT = Т₂– T₁ – изменение температуры.

На VT-диаграмме изобара изображается прямой, выходящей из начала координат. Закон Гей-Люссака можно записать в следующей форме:

V =V₀(1+ a_vt),

где V – объем при температуре t,отсчитанной от 0^oC;

V₀ – объем идеального газа при температуре Т₀= 273,j6 K.

Коэффициентом объемного расширения называют величину:

a_v = V/ V₀T = 1/ Т₀= 1/ 273,16 К^-1.

В общем случае любого вещества коэффициент объемного расширения определяется как:

a = 1/ VO/ (dV/dT)_p.

Коэффициент объемного расширения идеального газа равен:

a= 1/ Т.

Если Т = 0 ^oC, то a =a_V

Для реальных газов закон Гей-Люссака не выполняется в области низких температур (т. е. вблизи абсолютного нуля). При охлаждении до абсолютного нуля все, кроме гелия, газы сжижаются.