Gay-Lussacov zakon

Gay-Lussacov zakon ili prvi Gay-Lussacov zakon (ponekad i Charles-Gay-Lussacov zakon) utvrđuje ovisnost tlaka ili obujma (volumena) idealnog plina o temperaturi. Ako plin na temperaturi 0 °C ima tlak P₀ i volumen V₀, tada je, uz isti volumen, kod temperature T (u °C), tlak:

${\displaystyle P=P_{0}\cdot (1+{\frac {T}{273,15}})}$

Grafički prikaz Gay-Lussacovog zakona za stalan (konstantan) obujam.

Gay-Lussacov zakon za stalan tlak.

Promjena stanja plina koja se zbiva uz stalan obujam naziva se izohorna promjena stanja. Mjerenjima je ustanovljeno da se tlak plina kod stalnog obujma povišenjem temperature za 1 °C povisi uvijek za 1/273,15 dio onog tlaka koji je plin imao kod 0 °C. Taj se broj označuje s β i zove se termički ili toplinski koeficijent tlaka plina. Taj termički ili toplinski koeficijent tlaka plina jednak je kubnom koeficijentu rastezanja plina. Tlakovi neke količine plina kod stalnog obujma odnose se kao njihove apsolutne temperature.^[1]

Ako je tlak stalan, onda je obujam ili volumen:

${\displaystyle V=V_{0}\cdot (1+{\frac {T}{273,15}})}$

Prema tome, rastezanje plina kod stalnog tlaka upravno je razmjerno povišenju temperature. Promjena stanja plina koja se zbiva uz stalan tlak naziva se izobarna promjena stanja. Gay-Lussac je ustanovio mjerenjem i pokusima da se povećanje obujma plinova kod stalnog tlaka zbiva po istom zakonu koji važi za kruta i tekuća tijela samo s kubnim koeficijentom rastezanja β = 0,003 66 = 1 / 273,15.

Gay-Lussacov zakon je otkrio Joseph Louis Gay-Lussac 1809. On je tvrdio da je tlak P u nekom spremniku, koji ima konstantan obujam, direktno sukladan (proporcionalan) s apsolutnom temperaturom T (u kelvinima). Povećanjem temperature, molekule plina postaju sve brže i snažnije udaraju na stijenke spremnika. Matematički se taj zakon može opisati kao:

${\displaystyle P=k_{3}\cdot T\,}$

gdje je: T - apsolutna temperatura (K), P – tlak plina (Pa) i k₃ – konstanta.

Charlesov zakon

Podrobniji članak o temi: Charlesov zakon

Charlesov zakon, ili plinski zakon obujma, je objavljen 1787. (Jacques Charles). On govori da je obujam V kod idealnog plina, kada je tlak konstantan, direktno srazmjeran (proporcionalan) apsolutnoj ili termodinamičkoj temperaturi T (u Kelvinima). Ako plinu povećavamo temperaturu, povećat će se i obujam. Matematički se taj zakon može opisati kao:

${\displaystyle V=k_{2}\cdot T\,}$

gdje je: T - apsolutna ili termodinamička temperatura (K), V – obujam plina (m³) i k₂ – konstanta (u m³/K).

Charlesov zakon se može matematički napisati i na drugi način:

${\displaystyle {\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}\qquad \mathrm {ili} \qquad {\frac {V_{2}}{V_{1}}}={\frac {T_{2}}{T_{1}}}\qquad \mathrm {ili} \qquad V_{1}T_{2}=V_{2}T_{1}}$

Taj se plinski zakon (Charlesov zakon) ponekad pripisuje J. L. Gay-Lussacu, koji ga je prvi matematički opisao 1802. (Gay-Lussacov zakon):^[2]

 »Volumeni (obujmi) neke količine plina kod stalnog tlaka odnose se kao njihove apsolutne temperature.«

Drugi Gay-Lussacov zakon

Drugi Gay-Lussacov zakon, Gay-Lussac-Humboldtov zakon ili zakon spojnih volumena utvrđuje da volumeni plinova koji međusobno reagiraju ili nastaju kemijskom reakcijom stoje u omjeru malih cijelih brojeva kada su mjerenja obavljena pri stalnom tlaku i stalnoj temperaturi.^[3]

Izvori

1. Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.
2. Charles, Jacques Alexandre César, "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
3. Gay-Lussacovi zakoni, "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.

Poveznice

• Boyle-Mariotteov zakon
• Charlesov zakon
• Daltonov zakon