Физика

за сваког по нешто

Шарлов закон

Преузми Word документ

 ГАСНИ ЗАКОНИ

Кликни и започни

Овај закон се добија када претпоставимо да је запремина гаса стална (V=const). При овој промени стања мењају се температура и притисак гаса. Промена стања гаса при сталној запремини назива се изохорска промена стања или изохорски процес.

Француски физичар Шарл (у 18. веку) је први експериментално утврдио правилност у понашању гаса при изохорском процесу.

При сваком загревању брзина молекула се повећава. Ако се при томе запремина гаса (односно посуде у којој се гас налази) не мења, молекули ће све чешће и све јаче ударати у зидове посуде, чиме се повећава притисак гаса на зидове посуде.

Анимација 1

Анимација 2

Гас се налази у затвореној посуди која је спојена са манометром. Посуда са гасом је постављена у посуду са водом која може да се загрева.

sarlov zakon 1

У посуду са водом се дода довољна количина леда, тако да ће након одређеног времена температура воде у посуди, а и темепартура гаса бити 00C. Притисак гаса, који а одговара овој темепратури обележићемо са p0. Постепеним загревањем посуде са водом, повећаваће се температура, а самим тим и притисак гаса. Притисак гаса на некој темпeрaтути t означићемо са p.

промена притиска: \triangle p=p-p_{0}

промена температуре: \triangle t=t-0=t

Промена притиска сталне количине гаса при сталној запремини сразмерна је промени температуре и притиску на 00C.

\triangle p=p_{0}\gamma t

p-p_{0}=p_{0}\gamma t

где је:

p – притисак гаса на некој температури t

p0 – притисак гаса на 00C

\gamma = \frac{1}{273^{0}C}

p=p_{0}-p_{0}\gamma t

Шарлов закон:

У посуди константне запремине, притисак сталне количине гаса зависи од темепературе по закону:

p=p_{0}(1+\gamma t)

График зависности изохорске промене притиска у p-t координатном систему:

sarlov zakon 2

Права која показује зависност притиска гаса од температуре при сталној запремини назива се изохора. Мерења не могу да се врше на ниским температурама, јер гас тада прелази у течно стање, али ако се експериментално добијена права продужи види се да она пресеца хоризонталну осу у температури апсолутне нуле. Што би значило да би на апсолутној нули притисак гаса био једнака нули, а испод те температуре би био негативан. Притисак гаса не може да буде негативан – то показује да је најнижа могућа температура једнака апсолутној нули.

Процес може да се понавља са истом количином гаса у посудама различитих запремина. Добијају се другачије вредности притиска, али се продужеци свих изохора такође секу у тачки апсолутне нуле. Нагиб изохоре зависи од вредности запремине на којој се одвија процес.

sarlov zakon 3

Шарлов закон изражен преко апсолутне температуре:

p=p_{0}(1+\gamma t)

p=p_{0}(1+\frac{1}{273^{0}C} t)

p=p_{0} \frac{273+t}{273}

p=p_{0} \frac{T}{T_{0}}

\frac{p}{T}=\frac{p_{0}}{T_{0}}

Шарлов закон:

Количник притиска и апсолутне темпаратуре сталне количине гаса у изохорском процесу је константан.

\frac{p}{T}=const

\frac{p_{1}}{T_{1}}=\frac{p_{2}}{T_{2}}

График зависности (p-T):

sarlov zakon 4sarlov zakon 5

 

До истог закључка можемо да дођемо и анализом једначине стања идеалног гаса:

pV=n_{m}RT

n_{m}=const
R=const
V=const

\frac{p}{T}=\frac{n_{m}R}{V}=const

\frac{p}{T}=const

\frac{p_{1}}{T_{1}}=\frac{p_{2}}{T_{2}}

Додатак: