Закон Шарля

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Анімація залежності об'єму від температури

Зако́н Ша́рля — назва закону, що описує властивості газів. Описує ізохорний процес в ідеальному газі. Експериментально залежність тиску газу від температури за постійного об'єму встановив 1787 року Шарль і уточнив Гей-Люссаком 1802 року.

Закон теплового розширення газів: при сталому об'ємі залежність тиску Р даної маси газу від температури описується формулою:

,

де Т — термодинамічна температура; Р — тиск газу.

, чи ,

де  — тиск газу за температури ,
 — термічний коефіцієнт тиску, що характуризує відносне збільшення тиску газу при нагріванні його на один градус.

Формулювання закону[ред. | ред. код]

Формулювання закону Шарля таке:

Тиск газу фіксованої маси і фіксованого об'єму прямо пропорційний абсолютній температурі газу.

Простіше, якщо температура газу збільшується, то його тиск теж збільшується, якщо при цьому маса і об'єм газу залишаються незмінними. Закон має дуже простий математичний вигляд, якщо температура вимірюється за абсолютною шкалою, наприклад, у кельвінах. Математично закон записують так:

або

де:

P — тиск газу,
T — температура газу (в кельвінах),
k — константа.

Цей закон справедливий остільки, оскільки температура є мірою середньої кінетичної енергії частинок речовини. Якщо кінетична енергія частинок збільшується, вони стикаються зі стінками посудини з більшою швидкістю, тим самим передаючи стінці більший імпульс і створюючи вищий тиск.

Для зіставлення параметрів тієї ж кількості речовини в різних станах закон записують у вигляді пропорції:

або

Закон Гей-Люссака, закон Шарля і закон Бойля — Маріотта разом утворюють об'єднаний газовий закон. У поєднанні з законом Авогадро ці три газові закони узагальнюються до рівняння стану ідеального газу.

Неоднозначність термінології[ред. | ред. код]

Закон Амонтона про тиск і температуру: закон тиску, описаний вище, можна приписати Гійому Амонтону, який на початку XVIII століття (точніше між 1700 і 1702 роками[1]) виявив, що тиск фіксованої маси газу, підтримуваного за постійного об'єму, пропорційний його температурі. Амонтон виявив це під час побудови «повітряного термометра». Називати цей закон законом Гей-Люссака просто некоректно, оскільки Гей-Люссак досліджував взаємозв'язок між об'ємом і температурою, а не тиском і температурою[джерело?].

Закон Шарля був відомим як закон Шарля і Гей-Люссака, оскільки Гей-Люссак опублікував його 1802 року, використавши здебільшого неопубліковані від 1787 року дані Шарля.

Тому в українсько- і англомовній науковій літературі існують деякі відмінності в найменуванні законів, пов'язаних з ім'ям Гей-Люссака. Ці відмінності наведено в таблиці:

Українськомовна назва Англомовна назва Формула
Закон Гей-Люссака Закон Шарля (Charles's law)
Закон Гей-Люссака
Закон об'ємів (Volumes Law)
Закон Шарля Закон Гей-Люссака (Gay-Lussac's law)
Другий закон Гей-Люссака
Закон об'ємних відношень Закон Гей-Люссака (Gay-Lussac's law)

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Barnett, Martin K. (Aug 1841). A brief history of thermometry. Journal of Chemical Education 18 (8): 358. . Extract.

Література[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]