Gay-Lussacův zákon o plynu je zvláštní případ zákon o ideálním plynu kde je objem plynu udržován konstantní. Když je objem udržován konstantní, tlak vyvíjený plynem je přímo úměrný absolutní teplotě plynu. Zjednodušeně řečeno, zvýšení teploty plynu zvyšuje jeho tlak, zatímco klesající teplota snižuje tlak, za předpokladu, že se objem nezmění. Zákon je také známý jako Gay-Lussacův zákon o tlakové teplotě. Gay-Lussac formuloval zákon mezi lety 1800 a 1802 při stavbě vzduchového teploměru. Tyto příklady problémů používají zákon Gay-Lussac k nalezení tlaku plynu ve vyhřívané nádobě a také teploty, kterou byste potřebovali ke změně tlaku plynu v nádobě.
Chcete-li problém vyřešit, postupujte podle následujících kroků:
Během zahřívání plynu zůstává objem lahve nezměněn, takže Gay-Lussac je zákon o plynu platí. Gay-Lussacův zákon o plynu lze vyjádřit takto:
Pi/ Ti = PF/ TF
kde
Pi a Ti jsou počáteční tlak a absolutní teploty
PF a TF jsou konečný tlak a absolutní teplota
Nejprve převeďte teploty na absolutní teploty.
Ti = 27 ° C = 27 + 273 K = 300 K
TF = 77 ° C = 77 + 273 K = 350 K
Použijte je hodnoty v Gay-Lussac's rovnice a řešení pro PF.
PF = PiTF/ Ti
PF = (6 atm) (350 K) / (300 K)
PF = 7 atm
Odpověď, kterou odvodíte, by byla:
Po zahřátí plynu z 27 ° C na 77 ° C se tlak zvýší na 7 atm.
Uvidíte, jestli rozumíte tomuto konceptu řešením jiného problému: Najděte teplotu ve stupních Celsia změňte tlak 10,0 litru plynu, který má tlak 97,0 kPa při 25 ° C na standardní tlak. Standardní tlak je 101,325 kPa.
Teplota je míra kinetické energie molekul plynu. Při nízké teplotě se molekuly pohybují pomaleji a často zasáhnou zeď bez nádoby. Se zvyšující se teplotou také dochází k pohybu molekul. Udeří častěji na stěny kontejneru, což je považováno za zvýšení tlaku.
Přímý vztah platí, pouze pokud je teplota uvedena v Kelvinech. Nejčastější chyby, které studenti dělají při práci s tímto typem problému, je zapomenutí převést na Kelvina nebo provést převedení nesprávně. Druhá chyba zanedbává významná čísla v odpovědi. Použijte nejmenší počet významných čísel uvedených v problému.