ゲイ・リュサックの法則は、体積が一定に保たれている場合、特定の質量のガスの圧力はガスの温度とともに明確に変動すると述べています。ゲイ・リュサックの法則では、体積は一定のままですが、圧力は温度に正比例します。ゲイ・リュサックの法則の通常の方程式は、P/T =定数または
PiTi =PfTf
どこで
Pi を初期圧力、Ti を絶対温度とする
Pf を最終圧力、Tf を初期温度とする
ゲイ・リュサックの法則
ゲイ・リュサックの法則によると、気体の圧力は、体積が一定の場合、温度に応じて直接変動します。したがって、温度が上昇すると、それに伴って圧力も上昇します。温度が上昇すると、ガス粒子の運動エネルギーも増加します。エネルギーが増加したため、分子はより大きな力で容器の壁に衝突し、圧力が高くなります。
エドモントンの法則は、ゲイ・リュサックの法則の別名です。エドモントンは、現在の温度を読み取る温度計を発明することで、同じ論理を実証しました。
歴史
1802 年、フランスの科学者であり物理学者である Joseph Louis Gay-Lussac は、ガス全体を一定に保ち、熱を加えると、ガスの圧力が上昇することを観察しました。これは、ガスのより高い運動エネルギーが原因で、ガスが容器の壁により強力に衝突します (圧力が高くなります)。
ヒント –
同性愛者のリュサックの問題に対処するときは、次の点に留意してください。
- 唯一の定数はガスの体積です。
- 圧力はガスの温度上昇に正比例します。
- 温度が下がると、ガスの圧力も下がります
K.E.ガス粒子の量は温度によって推定されます。温度が低いほど粒子はよりリラックスして動き、間違いなく容器の壁にぶつかります。温度が上昇することを考えると、粒子の速度は速くなります。
ゲイ・リュサック法関連の問題 –
- ガスの定常体積が 1.00 気圧で、温度が 20.0 °C から 30.0 °C に上昇したときの圧力変化を推定します。
解決策:
解く前に、温度をケルビン スケールに変換してください:
T1=273+20=293K
T2=273+30=303K
P1 / T1 =P2 / T2
1.00 気圧 / 293 =x / 303
x =1.03 気圧
- 20.0 °C の金属区画内の 30.0 L の窒素サンプルを、温度が 50.0 °C のブロイラーの中に入れます。 20.0 °C でのコンパートメント内の圧力は 3.00 atm でした。温度が上昇した後の窒素の圧力は?
与えられた問題の段階的な解決策:
P1 / T1 =P2 / T2
3.00 気圧 / 293.0 K =x / 323.0 K
x =3.31 気圧
- 鋼製タンク内の 3.00 x 103 mmHg の特定のガスが 500.0 °C から 0.00 °C に冷却されます。スチール タンク内のガスの最終圧力は?
与えられた問題の段階的な解決策:
P1 / T1 =P2 / T2
P1T2 =P2T1
P2 =(P1T2) / T1
P2 =[(3000 mmHg) (273 K)] / 773 K
- スキューバ タンクが 1.00 x 103 °C から 25.0 °C に冷却された後の最後の圧力を計算します。タンク内の圧力は 130.0 気圧です。
与えられた問題の段階的な解決策:
P1 / T1 =P2 / T2
P1T2 =P2T1
P2 =(P1T2) / T1
P2 =[(130.0 気圧) (298 K)] / 1273 K
P2=30.43気圧
- T1 のフラット温度で最適なガスについて考えます。気体を温めてその張力を 2 倍にすることができる完全な温度は?
与えられた問題の段階的な解決策:
P1 / T1 =P2 / T2
圧力を 2 倍にする必要があるため、P1 =1 と P2 =2 を設定します。単位は非常に似ているため、違いはありません:atm、kPa、mmHg、torr。どちらを使用しても違いはありません。
温度がどうなるかを見る必要があるので、T1 を 1 K に、T2 を x に設定します。温度は重要です。ケルビンである必要があります。
したがって:
1 / 1 =2 / x
x =2K
- 30.0 kPa のスチール コンパートメント内の特定のガスの温度は、-100.0 °C から 1.00 x 103 °C に拡張されます。タンク内の最終圧力は?
解決策:
P2 =(P1T2) / T1
P2 =[(30.0 kPa) (1273 K)] / 173 K
P2 =220.75 気圧
結論
質量と体積が一定に保たれている場合、Gay-Lussac の法則によれば、気体の圧力は温度によって変動します。温度が上昇すると、それに伴って圧力も上昇します。
ゲイ・リュサックの法則にはさまざまな意味があります。この記事では、この法則を使用してガス システムの温度と圧力を求める方法を学びました。
