Водолазные спуски и их медицинское обеспечение
Законы гейлюссака и шарля
Закон Гей-Люссака выражает зависимость объема и давления газа от температуры: при постоянном давлении объем данной массы газа прямо пропорционален его абсолютной температуре:
где Т. и Т. — температура в Кельвинах (К), которая равна температуре в °С + 273,15; т.е. 0 °С 273 К; 100 °С 373 К, а О К = -273,15 °С.
Следовательно, всякое повышение температуры приводит к увеличению объема, или, иными словами, изменение объема данной массы газа V прямо пропорционально изменению температуры t газа при постоянном давлении (т.е. при изобарическом процессе). Это положение выражается формулой:
где Vt — объем газа при данной температуре;
V0 — исходный объем газа йри О °С;
α — коэффициент объемного расширения газа.
При нагревании различных газов на одинаковое число градусов относительное приращение объема одинаково для всех газов. Коэффициент α является постоянной для всех газов величиной приращения объема, равной 1/273 или 0,00367 °С-1. Этот коэффициент объемного расширения газов показывает, на какую часть объема, занимаемого при О °С, возрастает объем газа, если его нагреть на 1 °С при постоянном давлении.
Соотношение между давлением и температурой подчиняется той же закономерности, а именно: изменение давления данной массы газа прямо пропорционально температуре при неизменном объеме (т.е. при изохорном процессе: от греческих слов «изос» — равный и «хорема» — вместимость), что выражается формулой:
где Pt — давление газа при данной температуре;
Р0 — исходное давление газа при 0° С;
а — коэффициент объемного расширения газа.
Эта зависимость была установлена Ж.Шарлем за 25 лет до публикации Ж.Л.Гей-Люссака и нередко называется законом Шарля. Зависимость объема от температуры при постоянном давлении (формула 15) также была впервые установлена Шарлем.
При понижении температуры газа его давление убывает, а при температуре -273,15 °С давление любого газа равно нулю. Эта температура называется абсолютным нулем температуры. При этом прекращается хаотическое тепловое движение молекул и количество тепловой энергии становится равным нулю.
