Зако́н Ша́рля — назва закону, що описує властивості газів.
Загальна характеристика Описує ізохоричний процес в ідеальному газі. Експериментально залежність тиску газу від температури за постійного об'єму у 1787 році встановив Жак Александр Сезар Шарль, а в 1802-му уточнив Жозеф Луї Гей-Люссак.
Закон теплового розширення газів: при сталому об'ємі залежність тиску P даної маси газу від температури описується формулою:
,
де:
T — термодинамічна температура; P — тиск газу.
, або
,
де:
— тиск газу за температури = 273,16 К; — термічний коефіцієнт тиску, що характеризує відносне збільшення тиску газу при нагріванні його на один градус.
Формулювання закону Формулювання закону Шарля таке:Тиск газу фіксованої маси і фіксованого об'єму прямо пропорційний абсолютній температурі газу.Простіше, якщо температура газу збільшується, то його тиск теж збільшується, якщо при цьому маса і об'єм газу залишаються незмінними. Закон має дуже простий математичний вигляд, якщо температура вимірюється за абсолютною шкалою, наприклад, у кельвінах. Математично закон записують так:
або
,
де:
P — тиск газу; T — температура газу (в кельвінах); k — константа.
Цей закон справедливий остільки, оскільки температура є мірою середньої кінетичної енергії частинок речовини. Якщо кінетична енергія частинок збільшується, вони стикаються зі стінками посудини з більшою швидкістю, тим самим передаючи стінці більший імпульс і створюючи вищий тиск.
Для зіставлення параметрів тієї ж кількості речовини в різних станах закон записують у вигляді пропорції:
або
.
Закон Гей-Люссака, закон Шарля і закон Бойля — Маріотта разом утворюють об'єднаний газовий закон. У поєднанні із законом Авогадро ці три газові закони узагальнюються до рівняння стану ідеального газу.
Неоднозначність термінології Закон Амонтона про тиск і температуру: закон тиску, описаний вище, можна приписати Гійому Амонтону, який на початку XVIII століття (точніше між 1700 і 1702 роками. Extract. ) виявив, що тиск фіксованої маси газу, підтримуваного за постійного об'єму, пропорційний його температурі. Амонтон виявив це під час побудови «повітряного термометра». Називати цей закон законом Гей-Люссака просто некоректно, оскільки Гей-Люссак досліджував взаємозв'язок між об'ємом і температурою, а не тиском і температурою.
Закон Шарля був відомим як закон Шарля і Гей-Люссака, оскільки Гей-Люссак опублікував його 1802 року, використавши здебільшого неопубліковані від 1787 року дані Шарля.
Тому в українсько- і англомовній науковій літературі існують деякі відмінності в найменуванні законів, пов'язаних з ім'ям Гей-Люссака. Ці відмінності наведено в таблиці: Українськомовна назваАнгломовна назваФормулаЗакон Гей-ЛюссакаЗакон Шарля (Charles's law) Закон Гей-Люссака Закон об'ємів (Volumes Law)Закон ШарляЗакон Гей-Люссака (Gay-Lussac's law)Другий закон Гей-ЛюссакаЗакон об'ємних відношеньЗакон Гей-Люссака (Gay-Lussac's law)
Див. також
Закон Авогадро Закон Бойля — Маріотта Закон Гей-Люссака
Примітки
Література Яворский Б. М., Селезнев Ю. А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования. — 4-е изд., испр. — : Наука. — Гл. ред. физ-мат. лит., 1989—576 с. — ISBN 5-02-014031-7
Посилання
Закон Шарля. Ізохора. Amonton's Law