Charlesin laki

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Charlesin laki on termodynamiikan laki, joka kuvaa vakiomassaisen ideaalikaasun käyttäytymistä vakiotilavuudessa (isokoorinen prosessi). Sen mukaan kaasun paine on suoraan verrannollinen absoluuttiseen lämpötilaan. Jos myös tilavuus saa muuttua, yleistyy Charlesin laki ideaalikaasun tilanyhtälöksi.

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ilmiön havaitsi tiettävästi ensimmäisenä ranskalainen tieteellisten mittalaitteiden kehittäjä Guillaume Amontons (1663 – 1705). Vaikka tarkkoja lämpömittareita ei silloin vielä ollut käytettävissä, hän havaitsi kaasun tilavuuden "kasvavan kolmanneksella kun kaasu vietiin kylmästä tilasta kiehuvaan veteen". Hän väitti myös, että lämpötilan alentaminen pienetää kaasun painetta ja esitti ajatuksen absoluuttisesta kylmyydestä. Lain muotoili täsmällisesti vuonna 1809 ranskalainen kemisti Joseph Louis Gay-Lussac joka teki kaasujen parissa uraanuurtavaa työtä. [1].

Tämä ideaalikaasujen periaate tunnetaan Ranskassa, Saksassa ja Englannissa nimellä Gay-Lussacin laki ja Saksassa myös nimellä Amontonin laki tai Gay-Lussacin 2. laki ja Englannissa myös nimellä painelaki.

Perusteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kiinteässä tilavuudessa ideaalikaasun paine kasvaa lineaarisesti lämpötilan kasvaessa. Tämä yhteys voidaan esittää yhtälöllä p = bT, jossa b vakio, tai vaihtoehtoisesti

\frac{P}{T}= \textrm{vakio}.

Toisin sanoen

\frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2},

missä P_1 ja T_1 ovat kaasun paine ja lämpötila hetkellä 1, ja P_2 ja T_2 hetkellä 2.

Gay-Lussacin lakia sovellettaessa lämpötila on mitattava termodynaamisella lämpötila-asteikolla, jonka nollakohtana on absoluuttinen nollapiste, siis esimerkiksi kelvineinä (ei celsiusasteina).

Esimerkiksi kaasun lämpötilan noustessa vakiotilavuudessa 0 °C:sta +10 °C:een sen absoluuttinen lämpötila nousee 273,15 kelvinistä 283,15 kelviniin eli noin 1,0366 %, joten sen paine kasvaa myös noin 1,0366 % entisestään.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Englanninkielinen Wikipedia: Gas Laws

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tämä kemiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.