Закон Шарля

Зако́н Ша́рля или второй закон Гей-Люссака — один из основных газовых законов, описывающий соотношение давления и температуры для идеального газа. Экспериментальным путём зависимость давления газа от температуры при постоянном объёме установлена в 1787 году Шарлем и уточнена Гей-Люссаком в 1802 году.

Формулировка закона[править]

Формулировка закона Шарля следующая:

Давление газа фиксированной массы и фиксированного объёма прямо пропорционально абсолютной температуре газа.

Проще говоря, если температура газа увеличивается, то и его давление тоже увеличивается, если при этом масса и объём газа остаются неизменными. Закон имеет особенно простой математический вид, если температура измеряется по абсолютной шкале, например, в кельвинах. Математически закон записывают так:

P \sim T

или

\frac{P}{T} = k

где:

P — давление газа,

T — температура газа (в кельвинах),

k — константа.

Этот закон справедлив постольку, поскольку температура является мерой средней кинетической энергии вещества. Если кинетическая энергия газа увеличивается, его частицы сталкиваются со стенками сосуда на большей скорости, тем самым передавая стенке больший импульс и создавая более высокое давление.

Для сопоставления параметров того же количества вещества в разных состояниях закон можно записать в виде пропорции:

\frac{P_{1}}{T_{1}} = \frac{P_{2}}{T_{2}}

или

P_{1} T_{2} = P_{2} T_{1} .

Закон Гей-Люссака, закон Шарля и закон Бойля — Мариотта вместе образуют объединённый газовый закон. В сочетании с законом Авогадро эти три газовых закона обобщаются до уравнения состояния идеального газа.

Неоднозначность терминологии[править]

Закон Амонтона о давлении и температуре: закон давления, описанный выше, может быть приписан Гильому Амонтону, который в начале XVIII века (точнее между 1700 и 1702 годом^[1]^[2]) обнаружил, что давление фиксированной массы газа, поддерживаемого при постоянном объёме, пропорционально его температуре. Амонтон обнаружил это при постройке «воздушного термометра». Называть этот закон законом Гей-Люссака просто некорректно, поскольку Гей-Люссак исследовал взаимосвязь между объёмом и температурой, а не давлением и температурой^{[источник не указан 2147 дней]}.

Закон Шарля был известен как закон Шарля и Гей-Люссака, поскольку Гей-Люссак опубликовал его в 1802 году, использовав по большей части неопубликованные с 1787 года данные Шарля.

В русско- и англоязычной научной литературе поэтому существуют некоторые различия в наименовании законов, связанных с именем Гей-Люссака. Эти различия представлены в следующей таблице:

Русскоязычное название	Англоязычное название	Формула
Закон Гей-Люссака	Закон Шарля (en:Charles's law) Закон Гей-Люссака Закон объёмов (Volumes Law)	$V / T = c o n s t$
Закон Шарля	Закон Гей-Люссака (en:Gay-Lussac's law) Второй закон Гей-Люссака	$P / T = c o n s t$
Закон объёмных отношений	Закон Гей-Люссака (en:Gay-Lussac's law)

См. также[править]

Примечания[править]

↑ Barnett, Martin K. (Aug 1841), A brief history of thermometry, Journal of Chemical Education Т. 18 (8): 358 . Extract. Архивная копия от 2 декабря 2021 на Wayback Machine
↑ Thall’s History of Gas Laws Архивировано 8 сентября 2010 года.

Ссылки[править]

Литература[править]

Castka, Joseph F.; Metcalfe, H. Clark; Davis, Raymond E.; Williams, John E. Modern Chemistry (неопр.). — Holt, Rinehart and Winston^[англ.], 2002. — ISBN 0-03-056537-5.
Guch, Ian. The Complete Idiot's Guide to Chemistry (неопр.). — Alpha, Penguin Group Inc., 2003. — ISBN 1-59257-101-8.
Mascetta, Joseph A. How to Prepare for the SAT II Chemistry (неопр.). — Barron's, 1998. — ISBN 0-7641-0331-8.

[1] Barnett, Martin K. (Aug 1841), A brief history of thermometry, Journal of Chemical Education Т. 18 (8): 358 . Extract. Архивная копия от 2 декабря 2021 на Wayback Machine

[2] Thall’s History of Gas Laws Архивировано 8 сентября 2010 года.

[1]

[2]