Открытие газового закона Р. Бойлем и Э. Мариоттом для изотермических процессов побудило ученых искать другие функциональные зависимости макропара
Загрузка...
Тема:

Законы термодинамики

Закон Гей-Люссака. Изобара

Открытие газового закона Р. Бойлем и Э. Мариоттом для изотермических процес­сов побудило ученых искать другие функ­циональные зависимости макропараметров газов. В 1802 году французский ученый Ж. Л. Гей-Люссак, исследуя зависимость объе­ма газа от температуры при постоянном давлении, установил закон, названный со временем в его честь.

Жозеф Луи Гей-Люссак (1778—1850) — французский физик и химик, установил, что коэффициент расширения всех га­зов одинаковый; исследовал темпера­туру и влажность воздуха на высоте до 7 км, дважды поднимаясь в 1804 г. на воздушном шаре. Изобрел спиртометр, барометр и ряд других приборов.

Стеклянную трубку с резервуаром, в ко­тором был исследуемый газ, он помещал в нагреватель. Газ «закупоривался» маленькой капелькой ртути в трубке, размещенной го­ризонтально (рис. 1.8). Таким образом, дав­ление газа в резервуаре всегда равнялось атмосферному. Температура газа в резер­вуаре с помощью нагревателя изменялась от 0 до 100°С. Изменение объема газа от V0 (при t0 = 0) до V при неизменном давлении фиксировалось благодаря перемещению капель­ки ртути.

Рис. 1.8. Опыт Ж. Л. Гей-Люссака

Обобщив экспериментальные данные, Гей-Люссак установил, что с изменением температуры при постоянном давлении от­носительный объем данной массы газа из­меняется линейно.

На основании наблюдений он сформули­ровал утверждение, названное в его честь за­коном Гей-Люссака.

За­кон Гей-Люссака. При постоянном давлении относительное изменение объема газа данной массы прямо пропорционально изменению тем­пературы:

(V — V0) / V0 = αΔt,

где Δt — изменение температуры; V — объем газа при определенной температуре t.

После некоторых математических преобра­зований, закон Гей-Люссака можно записать также в виде:

V = V0(1 + αΔt),

Загрузка...

где V0 — объем газа при температуре t0.

Рис. 1.9. Изобары

Коэффициент пропорциональности α назы­вается температурным коэффициентом объем­ного расширения. Расчета показали, что все разреженные газы при нагревании на 1°C или 1 K изменяют свой объем приблизительно на 1 / 273 частицу от начального объема:

α = (V100V0) / (100KV0) ≈ 1 / 273 K-1

Гей-Люссак доказал, что у всех газов температурный коэффи­циент объемного расширения одинаковый и равен 1 / 273 K-1. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 1.11. Изобары

Термодинамический процесс, который про­исходит при постоянном давлении, назы­вается изобарным, а линии, изображающие его, — изобарами. На координатной плоскос­ти зависимости объема V от температуры t изобары будут иметь вид прямых, которые сходятся в одной точке (рис. 1.9). Их на­клон зависит от значения давления — изо­бара, которая отвечает большему давлению, проходит ниже изобары меньшего давления (p1 < p2).

Закон Гей-Люссака приобретет более простую форму, если его выразить через абсолютную температуру. По­скольку 1 + αt = 1 + (1 / 273) • (T — 273) = αТ, то

V = V0αT.

Таким образом, при постоянном давлении объем данной массы газа прямо пропорцио­нальный абсолютной температуре.

За­кон Гей-Люссака утверждает, что в изобарном процессе отношение объемов данной массы газа в разных состояниях равно отношению абсолютных температур газа в этих состоя­ниях:

V1 / V2 = T1 / T2

Очевидно, что на координатных плоскос­тях pT  и pV изобарами являются прямые, перпендикулярные оси давления (рис. 1.11).

На этой странице материал по темам:
  • Любительская акустика изобарическая зарубежная

  • Закон люссака формулировка

  • Работы гей люссака по термодинамики по физике

  • Между какими физическими величинами устанавливает связь закон гей-люссака?

  • Таблицы для кабинета физики газовые законы. закон гей люссака изобара

Вопросы по этому материалу:
  • В чем сущность опыта Гей-Люссака?

  • Между какими физическими величинами устанавливает связь закон Гей-Люссака? В какой зависимости они находятся?

  • Какое физическое содержание имеет коэффициент объемного расширения газов?

  • Какой процесс называется изобарным?

  • Какими линиями изображаются изобары на координатной плос­кости Vt.

  • При каких условиях изобары одного и того же газа могут иметь разный наклон?

  • Приведите разные формулировки закона Гей-Люссака.

Материал с сайта http://WorldOfSchool.ru
Предыдущее Ещё по теме: Следующее
Закон Бойля-Мариотта. Газовые законы. Изотерма Законы термодинамики Закон Дюлонга-Пти