Lleis de Charles i Gay-Lussac: Volum, Pressió i Temperatura
En aplicar més pressió, el volum es redueix.
El volum augmenta amb la temperatura
Primera llei de Charles i Gay-Lussac
Fa dos segles, els físics francesos Joseph Gay-Lussac (1778-1850) i Jacques Charles (1746-1823) van estudiar el comportament dels gasos a pressió constant. Per a això, van omplir de gas un recipient cilíndric i tapat amb un èmbol.
A la temperatura ambient, T1, el gas ocupava un volum V1. En escalfar el gas fins a una temperatura T2, van comprovar que el gas ocupava un volum V2, més gran que l’inicial. Van deduir que la temperatura i el volum són directament proporcionals, i van enunciar la primera llei de Charles i Gay-Lussac:
Per a una mateixa massa de gas, si la pressió es manté invariable, quan la temperatura augmenta, el volum també augmenta, i viceversa: V1 · T2 = V2 · T1
A partir d’aquest gràfic, es pot saber el volum que ocuparà el gas a qualsevol temperatura. Si en l’experiment anterior es mesuren els volums a diferents temperatures, s’obtenen els valors següents:
- TEMPERATURA (K): 300, 325, 350, 375, 400
- VOLUM (L): 2,0; 2,2; 2,3; 2,5; 2,7
En l’eix d’ordenades d’un gràfic es representa el volum (V) i en l’eix d’abscisses, la temperatura (T). El gràfic és una recta, fet que confirma que ambdues magnituds són directament proporcionals. [FOTO3]
La pressió augmenta amb la temperatura
Segona llei de Charles i Gay-Lussac
En augmentar la temperatura, la pressió augmenta i impulsa el tap, que surt disparat. Si tapes una ampolla buida amb un tap de suro, en escalfar-la, el tap sortirà expel·lit. L’augment de temperatura fa que s’incrementi la pressió de l’aire atrapat dins de l’ampolla, cosa que fa saltar el tap.
Els físics Joseph Gay-Lussac i Jacques Charles també van estudiar el comportament d’un gas quan s’escalfava a volum constant.
Experiència:
Gay-Lussac i Charles van omplir de gas un recipient cilíndric a temperatura ambient T1 i pressió normal p1, mesurada amb ajuda d’un manòmetre. Van escalfar el gas fins a una temperatura T2 i van observar que la seva pressió augmentava fins a p2. Van deduir que la pressió i la temperatura eren directament proporcionals.
A partir d’aquests resultats, Charles i Gay-Lussac van enunciar la seva segona llei:
Per a la mateixa massa de gas, si el volum es manté constant, quan la temperatura augmenta, la pressió també augmenta, i viceversa: p1 · T2 = p2 · T1