Закон Шарля (второй закон Гей-Люссака). Изохора

Из уравнения состояния идеального газа p₁V₁ / T₁ = p₂V₂ / T₂ можно найти зависимость между дав­лением данной массы газа и его темпе­ратурой при постоянном объеме. Впервые эту зависимость установил французский фи­зик Ж. Шарль, в честь которого и назван газовый закон.

В 1787 году Ж. Шарль экспери­ментально установил, что при постоянном объеме давление данной массы газа прямо про­порционально температуре.

 Термодинамический процесс, во время которого объем остается неизменным, называется изохорным, а линия, которая его изображает,— изохорой.

Закон Шарля. Поскольку в ходе изохорного процесса V₁ = V₂, то отношение давлений данной массы газа в разных со­стояниях равно отношению его абсолютных температур в этих состояниях:

p₁ / p₂ = T₁ / T₂.

Рис. 1.14. Изохоры

На координатной плоскости pT (рис. 1.14) изохоры выглядят как прямые, которые вы­ходят из начала координат; в других коорди­натных плоскостях pV и VT они перпен­дикулярны оси объема.

Закон Шарля устанавливает прямую про­порциональность между давлением и абсо­лютной температурой, которую можно изоб­разить в виде:

p = p₀γT,

где p₀ — давление газа при температуре T₀ = 273K, γ — температурный коэффициент давления, который равен 1 / 273 K^-1.

γ ≈ 1 / 273 K^-1 = α

Разные выражения закона Шарля: p₁ / p₂ = T₁ / T₂; p = p₀ • (T / 273); p = p₀ • (1 + γt). Материал с сайта http://worldof.school

Физический смысл температурного коэф­фициента давления γ, как и коэффициента объемного расширения α, состоит в том, что он характеризует относительное изме­нение давления в результате изменения тем­пературы на 1K.

Приняв во внимание соотношение между абсолютной температурой и темпера­турой по шкале Цельсия Т = t + 273, полу­чим закон Шарля в таком виде:

p = p₀ • (1 + γt).

Следовательно, согласно закону Шарля изохорные процессы происходят так, что между давлением и температурой идеального газа существует линейная зависимость — при повышении температуры данной массы газа его давление возрастает.

На этой странице материал по темам:

• Биография шарля и работы термодинамики

• Почему изохоры имеют разный наклон

• Физический смысл температурного коэффициента расширения тел

• Работы по термодинамике шарля

• Термодинамика закон шарля

Вопросы по этому материалу:

• Для каких термодинамических процессов справедлив закон Шарля?

• Между какими величинами устанавливает зави­симость закон Шарля?

• Что такое изохора?

• Какой вид имеет изохора в разных коорди­натных плоскостях?

• Каково физическое содержание температурного коэффициента давления?

• Почему в координатной плоскости pT изохоры име­ют разный наклон и выходят из начала координат?

• Какие формы записи закона Шарля вам известны?