Ο νόμος του Gay-Lussac: έννοια και τύπος

που:

• P  ₁ είναι η αρχική πίεση.
• T  ₁  είναι η αρχική απόλυτη θερμοκρασία.
• P  ₂  είναι η τελική πίεση.
• T  ₂ είναι η τελική απόλυτη θερμοκρασία.

Επίσης, οι μονάδες απόλυτης θερμοκρασίας εκφράζονται σε βαθμούς Kelvin ( K ) και οι μονάδες πίεσης σε πασκάλ ( Pa ).

Παραδείγματα νόμου του Gay-Lussac

Ο νόμος του Gay-Lussac εξηγεί τη λειτουργία διαφορετικών οικιακών συσκευών, όπως η χύτρα ταχύτητας. Σε αυτή την περίπτωση, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση. Ένα άλλο καθημερινό αντικείμενο όπου εφαρμόζεται ο νόμος Gay-Lussac είναι το ελαστικό ενός αυτοκινήτου. Για παράδειγμα, αν μειωθεί η θερμοκρασία, μειώνεται και η πίεση των ελαστικών του αυτοκινήτου. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να προστεθεί αέρας για να αυξηθεί η πίεση.

Πρόβλημα εφαρμογής του νόμου του Gay-Lussac

Ένα συγκεκριμένο πρόβλημα που μπορεί να λυθεί με την εφαρμογή του νόμου του Gay-Lussac θα ήταν να βρεθεί η απαραίτητη θερμοκρασία, σε βαθμούς Κελσίου , για να αλλάξει η πίεση 10 λίτρων αερίου που έχει πίεση 97,0 kPa στους 25°C στην τυπική πίεση , που είναι 101.325 kPa (κιλοπασκάλ).

Για να λύσετε σωστά αυτό το πρόβλημα, πρέπει πρώτα να μετατρέψετε τους 25°C σε Kevin. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, αφού η κλίμακα Kelvin μετρά την απόλυτη θερμοκρασία. Και στις δύο κλίμακες, 100 μοίρες διαχωρίζουν τα σημεία πήξης και εξάτμισης του νερού και 0°C αντιστοιχεί σε 273,15 K. Επομένως, 25°C ισούται με 298,15 K. 

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η πίεση ενός αερίου με σταθερό όγκο είναι ευθέως ανάλογη με τη θερμοκρασία του, πρέπει να αντικαταστήσουμε την εξίσωση του νόμου Gay-Lussac με αυτές τις τιμές:

97,0 kPa / 298,15 K = 101,325 kPa / X

Για να γνωρίζουμε ποια είναι η τιμή του X, πρέπει να εκτελέσουμε τις ακόλουθες πράξεις:

Χ = (101,325kPa)x(298,15K)/(97,0kPa). Με το οποίο παίρνουμε ότι: Χ = 311,44 Κ

Τότε μένει μόνο να αφαιρέσουμε 273,15 για να λάβουμε την απάντηση σε βαθμούς Κελσίου: X = 38,29° C

Ανακεφαλαιώνοντας, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι:

• Ο όγκος και η ποσότητα του αερίου πρέπει να είναι σταθερές.
• Εάν η θερμοκρασία του αερίου αυξάνεται, η πίεση αυξάνεται.
• Εάν μειωθεί η θερμοκρασία, μειώνεται και η πίεση.
• Η θερμοκρασία σε Κελσίου πρέπει να μετατραπεί σε Kelvin για να εκτελεστεί σωστά η εξίσωση.

Βιβλιογραφία

• Borneo, R. Gases. Προβλήματα λύθηκαν. Σειρά: Προβλήματα που λύθηκαν στη Χημεία. Μέρος 1. Ιδανικά αέρια, νόμοι αερίων. (2020). Ισπανία. Ραφαέλ Βόρνεο.
• Πλανάς, Ο. (2021, 8 Δεκεμβρίου). Ο νόμος του Gay-Lussac: Formula, Statement και Finder . Nuclear-energy.net. Διαθέσιμο εδώ .
• Chemtube. (2021, 19 Μαΐου). Νόμοι για τα Αέρια (III): Ο νόμος του Gay-Lussac . Διαθέσιμο εδώ .