Gay-Lussacin laki

Kahden eripaineisen kaasun tilavuus-lämpötila -kuvaajat eli isobaarit. Tilavuuden muutos on suoraan verrannollinen lämpötilan muutokseen, mikä ilmentää Gay-Lussacin lakia.

Animaatiossa tilavuuden ja lämpötilan välinen yhteys.

Gay-Lussacin laki on termodynamiikan laki, joka kuvaa vakiomassaisen ideaalikaasun käyttäytymistä vakiopaineessa (isobaarinen prosessi). Sen mukaan kaasun tilavuus on suoraan verrannollinen absoluuttiseen lämpötilaan. Jos myös paine saa muuttua, yleistyy Gay-Lussacin laki ideaalikaasun tilanyhtälöksi.

Historia

Lain keksi ensimmäisenä ranskalainen fyysikko ja kemisti Jacques Alexandre César Charles vuonna 1787. Myös toinen ranskalainen fyysikko ja kemisti Joseph Louis Gay-Lussac tutki samoja kaasujen lainalaisuuksia. Hänen työnsä ajoittuu vuosille 1801−1802, jolloin se myös julkaistiin ensimmäisen kerran. Gay-Lussac kuitenkin tiesi Charlesin työstä 15 vuotta aiemmin ja antoi tälle kunnian asiasta.

Tämä ideaalikaasujen periaate tunnetaan Saksassa nimellä Gay-Lussacin 1. laki, Ranskassa ja Espanjassa ja Englannissa nimellä Charlesin laki, Englannissa myös nimellä Tilavuuksien laki ja Espanjassa myös nimellä Charlesin ja Gay-Lussacin laki.

Perusteet

Vakiopaineessa ideaalikaasun tilavuus kasvaa lineaarisesti lämpötilan kasvaessa. Tämä yhteys voidaan esittää yhtälöllä V = bT, jossa b vakio, tai vaihtoehtoisesti

$\frac{V}{T}=\text{vakio}$,

eli

$\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}$.

Eräs mielenkiintoinen huomio Gay-Lussacin laissa on se, että ideaalikaasun tilavuus-lämpötilakäyrät eli isobaarit ekstrapoloituvat kohti absoluuttista nollapistettä. Toisin sanoen lämpötilassa 0 K (= −273,15 °C) ideaalikaasun tilavuus pienenisi nollaksi. Tämän huomion teki ensimmäisenä Gay-Lussac.

Katso myös

• Ideaalikaasu
• Boylen laki
• Charlesin laki
• Avogadron laki