ЗАКОНЫ ГЕЙ-ЛЮССАКА И ШАРЛЯ.

ШКАЛА Кельвина

Французский ученый Гей-Люссак экспериментально установил, что если газ нагревать при постоянном давлении, то его объем будет увеличиваться. Причем зависимость объема от температуры имеет вид

V(t) = V₀(1 + at), (3.1)

где V₀ – объем данной массы газа при t = 0 °С; V(t) – объем данной массы газа при температуре t; a – температурный коэффициент объемного расширения газа.

Как видим, зависимость точно такая же, как и для твердых тел и жидкостей. Но вот что удивительно: если каждая жидкость и каждое твердое тело имеют свой коэффициент объемного расширения, то для всех газов коэффициент объемного расширения один и тот же:

1/°С.

Процесс, происходящий при постоянном давлении называетсяизобарическим (от греческих слов isos – равный и baros – тяжесть, вес).

Зависимость объема газа от температуры при его нагревании при постоянном давлении называется изобарой. Эта зависимость на графике изображается прямой линией (рис. 3.1).

Рис. 3.1

Идеальный газ

Если продолжить изобару в область низких температур, где измерения не проводились, то прямая пересечет ось тем­пературы в точке, соответствующей объему, равному нулю (пунктирная прямая на рис. 3.1). Но это не означает, что объем газа действительно обращается в нуль. Ведь все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жид­костям ни закон Гей-Люссака, ни закон Бойля–Мариотта не­применимы.

Реальные газы подчиняются основным газовым законам лишь приближенно и тем менее точно, чем больше плотность газа и ниже его температура. Газ, который в точности подчи­няется газовым законам, называютидеальным.

При увеличении температуры объем газа неограниченно возрастает. Не существует никакого предела для роста темпе­ратуры¹. Напротив, низкие температуры имеют предел.

Согласно закону Гей-Люссака (3.1) при понижении тем­пературы объем стремится к нулю. Так как объем не может быть отрицательным, то температура не может быть меньше определенного значения (отрицательного по шкале Цельсия).