p₁/t₁=p₂/t₂
どこ:
* p₁ 初期圧力です
* t₁ 初期温度です(ケルビンで)
* p₂ 最終的な圧力です
* t₂ 最終温度です(ケルビンで)
説明:
* 運動分子理論: ガス分子は絶えず動いており、互いに衝突し、容器の壁が衝突しています。温度が高いほど、分子は速く移動します。
* 圧力: 圧力は、容器の壁と衝突する際にガス分子によって加えられた力によって引き起こされます。単位面積あたりの衝突が多いと、より高い圧力が発生します。
* 直接比例: 温度が上昇すると、分子はより速く移動し、壁とより頻繁に衝突し、力が大きくなり、圧力が増加します。逆に、温度を下げると分子が遅くなり、衝突の頻度と力が減り、それによって圧力が低下します。
重要なメモ:
* ケルビンスケール: この法律が真実であるためには、ケルビンで温度を表現する必要があります。
* 一定のボリューム: 法律は、ガスの量が一定に保たれている場合にのみ適用されます。体積が変化すると、圧力と温度の関係がより複雑になります。
* 理想的なガス: Gay-Lussacの法律は、理想的なガス法に基づいており、ガス分子には無視できる量があり、相互作用しないと仮定しています。これは近似ですが、通常の条件下では多くの実際のガスに当てはまります。
例:
* 密閉容器の加熱: ガスの密閉容器を加熱すると、容器内の圧力が増加します。
* バルーンの冷却: 空気で満たされたバルーンを冷却すると、風船内の圧力が低下し、バルーンが収縮します。
温度と圧力の間のこの関係は、気象予測、エンジン設計、産業プロセスなど、さまざまなアプリケーションで基本的です。