Шарлов закон

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.

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:

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.