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Ley gas ideal.

Experimental:

Los principales parámetros de un gas son la temperatura, la presión y el volumen. El volumen de un gas depende esencialmente de la presión y la temperatura del gas. Por lo tanto, es necesario encontrar la relación entre el volumen, la presión y la temperatura del gas. Esta relación se llama ecuación de estado.

Se encontró experimentalmente que para cantidad dada gas en una buena aproximación, se cumple la siguiente relación: a temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que se le aplica (Fig. 1):

V~1/P, en T=const.

Por ejemplo, si se duplica la presión que actúa sobre un gas, el volumen disminuirá a la mitad del original. Esta relación se conoce como Ley de Boyle (1627-1691)-Mariotte (1620-1684), también se puede escribir así:

Esto quiere decir que cuando una de las cantidades cambia, la otra también cambiará, y de tal forma que su producto permanece constante.

La dependencia del volumen con la temperatura (Fig. 2) fue descubierta por J. Gay-Lussac. Descubrió que A presión constante, el volumen de una cantidad dada de gas es directamente proporcional a la temperatura:

V~T, cuando P = const.

La gráfica de esta dependencia pasa por el origen de coordenadas y, en consecuencia, en 0K su volumen se hará igual a cero, lo que evidentemente no tiene sentido físico. Esto llevó a la suposición de que -273 0 C temperatura mínima, que se puede lograr.

La tercera ley de los gases, conocida como ley de carlos, lleva el nombre de Jacques Charles (1746-1823). Esta ley dice: a volumen constante, la presión del gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (Fig. 3):

Ð ~T, en V=const.

Bien famoso ejemplo El efecto de esta ley es una lata de aerosol que explota en un incendio. Esto se debe a un fuerte aumento de la temperatura a un volumen constante.

Estas tres leyes son experimentales y se mantienen bien en los gases reales siempre que la presión y la densidad no sean muy altas y la temperatura no esté demasiado cerca de la temperatura de condensación del gas, por lo que la palabra "ley" no es muy adecuada para estas. propiedades de los gases, pero se ha vuelto generalmente aceptado.

Las leyes de los gases de Boyle-Mariotte, Charles y Gay-Lussac se pueden combinar en una relación más general entre volumen, presión y temperatura, que es válida para una determinada cantidad de gas:

Esto demuestra que cuando uno de los valores P, V o T cambia, los otros dos valores también cambiarán. Esta expresión entra en estas tres leyes, cuando un valor se toma constante.

Ahora debemos tener en cuenta una cantidad más, que hasta ahora hemos considerado constante: la cantidad de este gas. Se ha confirmado experimentalmente que: a temperatura y presión constantes, el volumen cerrado de un gas aumenta en proporción directa a la masa de este gas:

Esta dependencia conecta todas las cantidades principales del gas. Si introducimos el coeficiente de proporcionalidad en esta proporcionalidad, entonces obtenemos la igualdad. Sin embargo, los experimentos muestran que este coeficiente es diferente en diferentes gases, por lo tanto, en lugar de la masa m, se introduce la cantidad de sustancia n (el número de moles).

Como resultado, obtenemos:

Donde n es el número de moles y R es el factor de proporcionalidad. El valor R se llama constante universal de gas. Hasta la fecha, lo más valor exacto este valor es igual a:

R=8,31441 ± 0,00026 J/mol

La igualdad (1) se llama ecuación de estado de los gases ideales o ley de los gases ideales.

El número de Avogadro; Ley de los gases ideales a nivel molecular:

Que la constante R tenga el mismo valor para todos los gases es un magnífico reflejo de la sencillez de la naturaleza. Esto fue realizado por primera vez, aunque en una forma ligeramente diferente, por el italiano Amedeo Avogadro (1776-1856). Él estableció experimentalmente que Volmenes iguales de gas a la misma presin y temperatura contienen el mismo numero moléculas. Primero, se puede ver de la Ecuación (1) que si diferentes gases contienen numero igual moles, tienen las mismas presiones y temperaturas, entonces, bajo la condición de R constante, ocupan volúmenes iguales. En segundo lugar: el número de moléculas en un mol es el mismo para todos los gases, lo que se deriva directamente de la definición del mol. Por tanto, podemos afirmar que el valor de R es constante para todos los gases.

El número de moléculas en un mol se llama El número de AvogadroN / A. Ahora se establece que el número de Avogadro es:

N A \u003d (6.022045 ± 0.000031) 10 -23 mol -1

Dado que el número total de moléculas N de un gas es igual al número de moléculas en un mol multiplicado por el número de moles (N = nN A), la ley de los gases ideales se puede reescribir de la siguiente manera:

donde k se llama Constante de Boltzmann y tiene un valor igual a:

k \u003d R / N A \u003d (1.380662 ± 0.000044) 10 -23 J / K

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Introducción

El estado de un gas ideal se describe completamente por las cantidades medidas: presión, temperatura, volumen. La relación entre estas tres cantidades está determinada por la ley básica de los gases:

objetivo del trabajo

Verificación de la ley de Boyle-Mariotte.

Tareas a resolver

Medida de la presión del aire en una jeringa cambiando de volumen, dado que la temperatura del gas es constante.

Configuración experimental

Instrumentos y accesorios

manómetro

bomba de vacio manual

En este experimento, la ley de Boyle-Mariotte se confirma usando la configuración que se muestra en la Figura 1. El volumen de aire en la jeringa se determina de la siguiente manera:

donde p 0 es la presión atmosférica y p es la presión medida con un manómetro.

Orden de trabajo

Coloque el émbolo de la jeringa en la marca de 50 ml.

Empuje el extremo libre de la manguera de conexión con fuerza en la mano bomba aspiradora a la salida de la jeringa.

Mientras extiende el pistón, aumente el volumen en incrementos de 5 ml, registre las lecturas del manómetro en la escala negra.

Para determinar la presión debajo del pistón, es necesario restar las lecturas del monómetro, expresadas en pascales, de la presión atmosférica. La presión atmosférica es de aproximadamente 1 bar, lo que corresponde a 100.000 Pa.

Para procesar los resultados de la medición, se debe tener en cuenta la presencia de aire en la manguera de conexión. Para ello, mida el volumen de la manguera de conexión midiendo la longitud de la manguera con una cinta métrica y el diámetro de la manguera con un calibre, dado que el espesor de la pared es de 1,5 mm.

Trazar el volumen de aire medido frente a la presión.

Calcule la dependencia del volumen de la presión a temperatura constante usando la ley de Boyle-Mariotte y grafique.

Comparar dependencias teóricas y experimentales.

2133. Dependencia de la presión del gas con la temperatura a volumen constante (Ley de Charles)

Introducción

Considere la dependencia de la presión del gas con la temperatura bajo la condición de un volumen constante de cierta masa de gas. Estos estudios fueron realizados por primera vez en 1787 por Jacques Alexandre Cesar Charles (1746-1823). El gas se calentó en un matraz grande conectado a un manómetro de mercurio en forma de tubo curvo estrecho. Despreciando un aumento insignificante en el volumen del matraz cuando se calienta y un ligero cambio de volumen cuando el mercurio se desplaza en un tubo manométrico estrecho. Por lo tanto, el volumen de gas se puede considerar sin cambios. Al calentar el agua en el recipiente que rodea el matraz, se midió la temperatura del gas usando un termómetro. T, y la presión correspondiente R- por manómetro. Al llenar el recipiente con hielo derretido, se determinó la presión R O, y la temperatura correspondiente T O. Se encontró que si a 0  C la presión R O , luego, cuando se calienta en 1  C, el incremento de presión será de  R O. El valor de  tiene el mismo valor (más precisamente, casi el mismo) para todos los gases, es decir, 1/273  C -1. El valor de  se denomina coeficiente de presión de temperatura.

La ley de Charles permite calcular la presión de un gas a cualquier temperatura si se conoce su presión a una temperatura de 0  C. Sea la presión de una masa dada de gas a 0  C en un volumen dado pag o, y la presión del mismo gas a la temperatura tpag. La temperatura cambia a t, y la presión cambia a  R O t, entonces la presión R es igual a:

A muy bajas temperaturas, cuando el gas se acerca al estado de licuefacción, y también en el caso de gases muy comprimidos, la ley de Charles no es aplicable. La coincidencia de los coeficientes  y  incluidos en la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac no es casual. Dado que los gases obedecen la ley de Boyle-Mariotte a temperatura constante, entonces  y  deben ser iguales entre sí.

Sustituyamos el valor del coeficiente de temperatura de la presión  en la fórmula para la dependencia de la presión con la temperatura:

Valor ( 273+ t) puede considerarse como un valor de temperatura medido en una nueva escala de temperatura, cuya unidad es la misma que la de la escala Celsius, y el punto que se encuentra 273  por debajo del punto tomado como cero de la escala Celsius, es decir, el punto de fusión punto de hielo. El cero de esta nueva escala se llama cero absoluto. Esta nueva escala se llama escala de temperatura termodinámica, donde T t+273  .

Entonces, a volumen constante, la ley de Charles es válida:

objetivo del trabajo

Comprobación de la ley de Charles

Tareas a resolver

Determinación de la dependencia de la presión del gas con la temperatura a volumen constante

Determinación de la escala de temperatura absoluta por extrapolación hacia bajas temperaturas

Seguridad

Atención: en la obra se utiliza vidrio.

Tenga mucho cuidado cuando trabaje con un termómetro de gas; frasco de vidrio y taza medidora.

Tenga mucho cuidado cuando trabaje con agua caliente.

Configuración experimental

Instrumentos y accesorios

termometro de gas

Laboratorio móvil CASSY

Par termoeléctrico

Placa calefactora eléctrica

vaso medidor de vidrio

recipiente de vidrio

bomba de vacio manual

Cuando se bombea aire a temperatura ambiente con una bomba manual, se crea una presión en la columna de aire ð0 + ðð, donde R 0 - presión externa. Una gota de mercurio también ejerce presión sobre una columna de aire:

En este experimento, esta ley se confirma utilizando un termómetro de gas. El termómetro se coloca en agua a una temperatura de unos 90°C y este sistema se enfría gradualmente. Al evacuar el termómetro de gas con una bomba de vacío manual, se mantiene un volumen constante de aire durante el enfriamiento.

Orden de trabajo

Abra la tapa del termómetro de gas, conecte una bomba de vacío manual al termómetro.

Gire el termómetro con cuidado como se muestra a la izquierda en la fig. 2 y evacuar el aire del mismo con una bomba de manera que una gota de mercurio quede en el punto a) (ver fig. 2).

Después de que la gota de mercurio se haya acumulado en el punto a) gire el termómetro con el orificio hacia arriba y purgue el aire forzado con el mango b) en la bomba (ver Fig. 2) con cuidado para que el mercurio no se separe en varias gotas.

Caliente agua en un recipiente de vidrio sobre una placa caliente a 90°C.

verter agua caliente en un recipiente de vidrio.

Coloque un termómetro de gas en el recipiente, fijándolo en un trípode.

Coloque el termopar en agua, este sistema se enfría gradualmente. Al evacuar el aire del termómetro de gas con una bomba de vacío manual, mantenga un volumen constante de columna de aire durante todo el proceso de enfriamiento.

Registre la lectura del manómetro  R y temperatura T.

Trazar la dependencia de la presión total del gas. pag 0 +pag+pag Hg de la temperatura en alrededor de C.

Continúe la gráfica hasta que se cruce con el eje x. Determine la temperatura de intersección, explique los resultados.

Determine el coeficiente de temperatura de la presión a partir de la tangente de la pendiente.

Calcule la dependencia de la presión con la temperatura a volumen constante de acuerdo con la ley de Charles y grafítela. Comparar dependencias teóricas y experimentales.

DEFINICIÓN

Los procesos en los que uno de los parámetros del estado del gas permanece constante se denominan isoprocesos.

DEFINICIÓN

Leyes de los gases son las leyes que describen los isoprocesos en un gas ideal.

Las leyes de los gases se descubrieron experimentalmente, pero todas se pueden derivar de la ecuación de Mendeleev-Clapeyron.

Consideremos cada uno de ellos.

Ley de Boyle-Mariotte (proceso isotérmico)

Proceso isotérmico Se denomina cambio de estado de un gas de manera que su temperatura permanece constante.

Para una masa constante de gas a una temperatura constante, el producto de la presión y el volumen del gas es un valor constante:

La misma ley se puede reescribir de otra forma (para dos estados de un gas ideal):

Esta ley se deriva de la ecuación de Mendeleev-Clapeyron:

Obviamente, a una masa constante de gas ya una temperatura constante, el lado derecho de la ecuación permanece constante.

Los gráficos de dependencia de los parámetros del gas a temperatura constante se llaman isotermas.

Denotando la constante con la letra , escribimos la dependencia funcional de la presión sobre el volumen en un proceso isotérmico:

Se puede ver que la presión de un gas es inversamente proporcional a su volumen. Gráfica inversamente proporcional y, en consecuencia, la gráfica de la isoterma en coordenadas es una hipérbola(Fig. 1, a). La Figura 1 b) yc) muestra las isotermas en coordenadas y respectivamente.

Figura 1. Gráficos de procesos isotérmicos en varias coordenadas

Ley de Gay-Lussac (proceso isobárico)

proceso isobárico Se denomina cambio de estado de un gas de manera que su presión permanece constante.

Para una masa constante de gas a presión constante, la relación entre el volumen de gas y la temperatura es un valor constante:

Esta ley también se sigue de la ecuación de Mendeleev-Clapeyron:

isobaras.

Considere dos procesos isobáricos con presiones y title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="18" width="95" style="vertical-align: -4px;">. В координатах и изобары будут иметь вид прямых линий, перпендикулярных оси (рис.2 а,б).!}

Determinemos el tipo de gráfico en coordenadas.Denotando la constante con la letra, escribimos la dependencia funcional del volumen con la temperatura durante el proceso isobárico:

Se puede ver que a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura. Gráfico de proporcionalidad directa y, en consecuencia, la gráfica de la isobara en coordenadas es una recta que pasa por el origen(Fig. 2, c). En realidad, a temperaturas suficientemente bajas, todos los gases se vuelven líquidos, a los que ya no se aplican las leyes de los gases. Por lo tanto, cerca del origen, las isobaras en la Fig. 2, c) se muestran con líneas de puntos.

Figura 2. Gráficos de procesos isobáricos en varias coordenadas

Ley de Charles (proceso isocórico)

Proceso isocórico Un cambio en el estado de un gas de manera que su volumen permanece constante se llama.

Para una masa constante de gas a un volumen constante, la relación entre la presión del gas y su temperatura es un valor constante:

Para dos estados de un gas, esta ley se puede escribir como:

Esta ley también se puede obtener de la ecuación de Mendeleev-Clapeyron:

Los gráficos de dependencia de los parámetros del gas a presión constante se llaman isocoras.

Considere dos procesos isocóricos con volúmenes y title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="18" width="98" style="vertical-align: -4px;">. В координатах и графиками изохор будут прямые, перпендикулярные оси (рис.3 а, б).!}

Para determinar el tipo de gráfica del proceso isocórico en coordenadas, denotamos la constante en la ley de Charles con la letra , obtenemos:

Por lo tanto, la dependencia funcional de la presión sobre la temperatura a volumen constante es una proporcionalidad directa, el gráfico de dicha dependencia es una línea recta que pasa por el origen (Fig. 3, c).

Fig. 3. Gráficos de procesos isocóricos en varias coordenadas

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

EJEMPLO 2

EJEMPLO 3

Ejercicio	El sistema de oxígeno con el que está equipado el avión tiene oxígeno a una presión de Pa. En altura máxima ascensor, el piloto conecta este sistema con un cilindro vacío con una grúa con un volumen de . ¿Qué presión se establecerá en él? El proceso de expansión del gas ocurre a una temperatura constante.
Solución	El proceso isotérmico está descrito por la ley de Boyle-Mariotte:

Introducción

El estado de un gas ideal se describe completamente por las cantidades medidas: presión, temperatura, volumen. La relación entre estas tres cantidades está determinada por la ley básica de los gases:

objetivo del trabajo

Verificación de la ley de Boyle-Mariotte.

Tareas a resolver

Medida de la presión del aire en una jeringa cambiando de volumen, dado que la temperatura del gas es constante.

Configuración experimental

Instrumentos y accesorios

manómetro

bomba de vacio manual

En este experimento, la ley de Boyle-Mariotte se confirma usando la configuración que se muestra en la Figura 1. El volumen de aire en la jeringa se determina de la siguiente manera:

donde p 0 es la presión atmosférica y p es la presión medida con un manómetro.

Orden de trabajo

Coloque el émbolo de la jeringa en la marca de 50 ml.

Empuje firmemente el extremo libre de la manguera de conexión de la bomba de vacío manual en la salida de la jeringa.

Mientras extiende el pistón, aumente el volumen en incrementos de 5 ml, registre las lecturas del manómetro en la escala negra.

Para determinar la presión debajo del pistón, es necesario restar las lecturas del monómetro, expresadas en pascales, de la presión atmosférica. La presión atmosférica es de aproximadamente 1 bar, lo que corresponde a 100.000 Pa.

Para procesar los resultados de la medición, se debe tener en cuenta la presencia de aire en la manguera de conexión. Para ello, mida el volumen de la manguera de conexión midiendo la longitud de la manguera con una cinta métrica y el diámetro de la manguera con un calibre, dado que el espesor de la pared es de 1,5 mm.

Trazar el volumen de aire medido frente a la presión.

Calcule la dependencia del volumen de la presión a temperatura constante usando la ley de Boyle-Mariotte y grafique.

Comparar dependencias teóricas y experimentales.

2133. Dependencia de la presión del gas con la temperatura a volumen constante (Ley de Charles)

Introducción

Considere la dependencia de la presión del gas con la temperatura bajo la condición de un volumen constante de cierta masa de gas. Estos estudios fueron realizados por primera vez en 1787 por Jacques Alexandre Cesar Charles (1746-1823). El gas se calentó en un matraz grande conectado a un manómetro de mercurio en forma de tubo curvo estrecho. Despreciando un aumento insignificante en el volumen del matraz cuando se calienta y un ligero cambio de volumen cuando el mercurio se desplaza en un tubo manométrico estrecho. Por lo tanto, el volumen de gas se puede considerar sin cambios. Al calentar el agua en el recipiente que rodea el matraz, se midió la temperatura del gas usando un termómetro. T, y la presión correspondiente R- por manómetro. Al llenar el recipiente con hielo derretido, se determinó la presión R O, y la temperatura correspondiente T O. Se encontró que si a 0  C la presión R O , luego, cuando se calienta en 1  C, el incremento de presión será de  R O. El valor de  tiene el mismo valor (más precisamente, casi el mismo) para todos los gases, es decir, 1/273  C -1. El valor de  se denomina coeficiente de presión de temperatura.

La ley de Charles permite calcular la presión de un gas a cualquier temperatura si se conoce su presión a una temperatura de 0  C. Sea la presión de una masa dada de gas a 0  C en un volumen dado pag o, y la presión del mismo gas a la temperatura tpag. La temperatura cambia a t, y la presión cambia a  R O t, entonces la presión R es igual a:

A muy bajas temperaturas, cuando el gas se acerca al estado de licuefacción, y también en el caso de gases muy comprimidos, la ley de Charles no es aplicable. La coincidencia de los coeficientes  y  incluidos en la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac no es casual. Dado que los gases obedecen la ley de Boyle-Mariotte a temperatura constante, entonces  y  deben ser iguales entre sí.

Sustituyamos el valor del coeficiente de temperatura de la presión  en la fórmula para la dependencia de la presión con la temperatura:

Valor ( 273+ t) puede considerarse como un valor de temperatura medido en una nueva escala de temperatura, cuya unidad es la misma que la de la escala Celsius, y el punto que se encuentra 273  por debajo del punto tomado como cero de la escala Celsius, es decir, el punto de fusión punto de hielo. El cero de esta nueva escala se llama cero absoluto. Esta nueva escala se llama escala de temperatura termodinámica, donde T t+273  .

Entonces, a volumen constante, la ley de Charles es válida:

objetivo del trabajo

Comprobación de la ley de Charles

Tareas a resolver

Determinación de la dependencia de la presión del gas con la temperatura a volumen constante

Determinación de la escala de temperatura absoluta por extrapolación hacia bajas temperaturas

Seguridad

Atención: en la obra se utiliza vidrio.

Tenga mucho cuidado cuando trabaje con un termómetro de gas; frasco de vidrio y taza medidora.

Tenga mucho cuidado cuando trabaje con agua caliente.

Configuración experimental

Instrumentos y accesorios

termometro de gas

Laboratorio móvil CASSY

Par termoeléctrico

Placa calefactora eléctrica

vaso medidor de vidrio

recipiente de vidrio

bomba de vacio manual

Cuando se bombea aire a temperatura ambiente con una bomba manual, se crea una presión en la columna de aire ð0 + ðð, donde R 0 - presión externa. Una gota de mercurio también ejerce presión sobre una columna de aire:

En este experimento, esta ley se confirma utilizando un termómetro de gas. El termómetro se coloca en agua a una temperatura de unos 90°C y este sistema se enfría gradualmente. Al evacuar el termómetro de gas con una bomba de vacío manual, se mantiene un volumen constante de aire durante el enfriamiento.

Orden de trabajo

Abra la tapa del termómetro de gas, conecte una bomba de vacío manual al termómetro.

Gire el termómetro con cuidado como se muestra a la izquierda en la fig. 2 y evacuar el aire del mismo con una bomba de manera que una gota de mercurio quede en el punto a) (ver fig. 2).

Después de que la gota de mercurio se haya acumulado en el punto a) gire el termómetro con el orificio hacia arriba y purgue el aire forzado con el mango b) en la bomba (ver Fig. 2) con cuidado para que el mercurio no se separe en varias gotas.

Caliente agua en un recipiente de vidrio sobre una placa caliente a 90°C.

Vierta agua caliente en un recipiente de vidrio.

Coloque un termómetro de gas en el recipiente, fijándolo en un trípode.

Coloque el termopar en agua, este sistema se enfría gradualmente. Al evacuar el aire del termómetro de gas con una bomba de vacío manual, mantenga un volumen constante de columna de aire durante todo el proceso de enfriamiento.

Registre la lectura del manómetro  R y temperatura T.

Trazar la dependencia de la presión total del gas. pag 0 +pag+pag Hg de la temperatura en alrededor de C.

Continúe la gráfica hasta que se cruce con el eje x. Determine la temperatura de intersección, explique los resultados.

Determine el coeficiente de temperatura de la presión a partir de la tangente de la pendiente.

Calcule la dependencia de la presión con la temperatura a volumen constante de acuerdo con la ley de Charles y grafítela. Comparar dependencias teóricas y experimentales.

Los estudios de la dependencia de la presión del gas con la temperatura bajo la condición de un volumen constante de cierta masa de gas fueron realizados por primera vez en 1787 por Jacques Alexander Cesar Charles (1746 - 1823). Puede reproducir estos experimentos de forma simplificada calentando el gas en un matraz grande conectado a un manómetro de mercurio. METRO en forma de un tubo curvo estrecho (Fig. 6).

Despreciemos el aumento insignificante del volumen del matraz cuando se calienta y el cambio insignificante de volumen cuando el mercurio se desplaza en un tubo manométrico estrecho. Por lo tanto, el volumen de gas se puede considerar sin cambios. Al calentar el agua en el recipiente que rodea el matraz, anotaremos la temperatura del gas usando un termómetro. T, y la presión correspondiente - en el manómetro METRO. Después de llenar el recipiente con hielo derretido, medimos la presión pag 0 , correspondiente a una temperatura de 0 °C.

Experimentos de este tipo mostraron lo siguiente.

1. El incremento de presión de cierta masa es una cierta parte α la presión que tenía una determinada masa de gas a una temperatura de 0°C. Si la presión a 0 °C se denota por pag 0, entonces el aumento en la presión del gas cuando se calienta 1 °C es pag 0 +αp 0 .

Cuando se calienta por τ, el incremento de presión será τ veces mayor, es decir incremento de presión proporcional al incremento de temperatura.

2. Valor α, mostrando en qué parte de la presión a 0 ° C aumenta la presión del gas cuando se calienta en 1 ° C, tiene el mismo valor (más precisamente, casi el mismo) para todos los gases, es decir, 1/273 ° C -1. el valor α llamado temperatura coeficiente de presión. Así, el coeficiente de temperatura de presión para todos los gases tiene el mismo valor, igual a 1/273 °C -1.

La presión de cierta masa de gas cuando se calienta a 1°C a volumen constante aumenta en 1/273 parte de la presión que esta masa de gas tenía en 0ºC ( ley de charles).

Sin embargo, hay que tener en cuenta que el coeficiente de temperatura de la presión del gas, obtenido midiendo la temperatura con un manómetro de mercurio, no es exactamente el mismo para diferentes temperaturas: la ley de Charles solo se cumple aproximadamente, aunque con un grado de precisión muy elevado. .

Fórmula que expresa la ley de Charles. La ley de Charles permite calcular la presión de un gas a cualquier temperatura, si se conoce su presión a una temperatura
0°C. Sea la presión de una masa dada de gas a 0 °C en un volumen dado pag 0 , y la presión del mismo gas a temperatura t Hay pag. Hay un aumento de temperatura t, por lo tanto, el incremento de presión es igual a αp 0 t y la presión deseada

Esta fórmula también se puede utilizar si el gas se enfría por debajo de 0 °C; donde t tendrá valores negativos. A muy bajas temperaturas, cuando el gas se aproxima al estado de licuefacción, así como en el caso de gases muy comprimidos, la ley de Charles es inaplicable y la fórmula (2) deja de ser válida.

Ley de Charles desde el punto de vista de la teoría molecular.¿Qué sucede en el microcosmos de las moléculas cuando cambia la temperatura de un gas, por ejemplo, cuando sube la temperatura de un gas y aumenta su presión? Desde el punto de vista de la teoría molecular, existen dos posibles razones para el aumento de la presión de un gas dado: en primer lugar, podría aumentar el número de impactos moleculares por unidad de tiempo por unidad de área, y en segundo lugar, el impulso transmitido cuando un solo molécula golpea la pared podría aumentar. Ambas causas requieren un aumento en la velocidad de las moléculas (recuérdese que el volumen de una masa dada de gas permanece sin cambios). Por lo tanto, queda claro que un aumento en la temperatura de un gas (en el macrocosmos) es un aumento velocidad media movimiento aleatorio de moléculas (en el microcosmos).

Algunos tipos de lámparas incandescentes eléctricas se llenan con una mezcla de nitrógeno y argón. Cuando la lámpara está funcionando, el gas que contiene se calienta hasta unos 100 °C. ¿Cuál debe ser la presión de la mezcla de gases a 20°C, si es deseable que la presión del gas en ella no exceda la presión atmosférica cuando la lámpara está funcionando? (respuesta: 0,78 kgf/cm2)

Se coloca una línea roja en los manómetros, que indica el límite por encima del cual un aumento de gas es peligroso. A una temperatura de 0 °C, el manómetro muestra que el exceso de presión del gas sobre la presión del aire exterior es de 120 kgf/cm2. ¿Se alcanzará la línea roja cuando la temperatura suba a 50 °C si la línea roja está en 135 kgf/cm2? Tome la presión del aire exterior igual a 1 kgf / cm 2 (respuesta: la aguja del manómetro irá más allá de la línea roja)