Llei de Gay-Lussac

La llei de Gay-Lussac, va ser formulada per primera vegada per Joseph Louis Gay-Lussac a principis de 1800. Relaciona la temperatura i la pressió d’un gas quan el volum és constant.

Des del punt de vista de la teoria cinètica, quan la temperatura del gas augmenta, les molècules del gas es mouen més ràpidament i, per tant, augmenta el nombre de xocs contra les parets del recipient que les conté. És a dir, augmenta la pressió perquè les parets del recipient són fixes i el seu volum no pot canviar.

A QUINES SUBSTÀNCIES ÉS APLICABLE LA LLEI?

Aquesta llei només és aplicable als gasos, perquè la força de cohesió entre les seues molècules és pràcticament nul·la i poden moure’s lliurement en qualsevol direcció.

REPRESENTACIÓ GRÀFICA

Aquesta llei diu que la pressió del gas és directament proporcional a la seua temperatura. És a dir, si la temperatura augmenta, la pressió també; i si la temperatura disminueix, la pressió també disminueix.

Un experiment sobre aquesta la llei de Gay-Lussac:

Si col·loquem una pilota de ping-pong abonyegada en la superfície de l’aigua calenta, la temperatura de l’aire atrapat en la pilota augmenta i açò produeix un augment de la pressió interna. Aquesta pressió interna fa que la pilota recupere la seua forma original, encara que no es queda perfecta. En el següent vídeo es pot veure una demostració, encara que no acaba de mostrar la llei de Gay-Lussac perquè el volum varia. Però ens mostra la relació entre la pressió i la temperatura.

Un exemple d'experiment sobre la llei de Gay-Lussac podria ser aquest:
Si agafem una botella de vidre i la congelem durant 10 minuts aproximadament, si després la deixem calfar a temperatura ambient i li posem una moneda en el forat de la botella; veurem que la moneda salta i es mou. Açò passa perquè la pressió del gas interior augmenta i la temperatura també.

LLEI MATEMÀTICA

Gay-Lussac va descobrir que el quocient entre la pressió i la temperatura sempre tenia el mateix valor.

Si tenim un gas que es troba a una pressió P1 i a una temperatura T1. Si variem la temperatura a T2, aleshores la pressió canviarà a P2, i es complirà:

En aquesta llei la temperatura i la pressió són directament proporcionals perquè si la temperatura augmenta, la pressió augmenta; i si la temperatura disminueix, la pressió disminueix. És a dir, si doblem la temperatura, la pressió també es doblarà.

Quan utilitzem la llei de Gay-Lussac, la temperatura pot estar en qualsevol unitat, però la temperatura ha d’estar en Kelvin (K). 

Llei de Charles

La llei de Charles, va ser formulada per primera vegada per Jack Charles l’any 1787, i relaciona el volum i la temperatura d’una mostra de gas a una pressió constant.

Des del punt de vista de la teoria cinètica, a una pressió constant (que implica que el nombre de xocs contra les parets siga constant), en augmentar el volum que ocupa el gas les partícules han d'anar més ràpides, pel que la temperatura augmentarà. Si el volum disminueix les partícules aniran més lentes, de la mateixa manera, la temperatura disminuirà.

Aquesta llei és aplicable només a substàncies que es troben en estat gasós, perquè és l’únic estat d’agregació en què les molècules que la formen estan més lliures.

REPRESENTACIÓ GRÀFICA

Aquesta llei diu que el volum és directament proporcional a la temperatura del gas. És a dir, si la temperatura augmenta, el volum del gas augmenta; i si la temperatura del gas disminueix, el volum també.

Un experiment sobre la llei de Charles:

Si fiquem un globus ple d’aire dins del congelador, observem com al cap d’un temps el seu volum ha disminuït. Açò passa perquè el volum i la temperatura són directament proporcionals, per això quan la temperatura baixa el volum del globus disminueix. En el següent vídeo es pot veure una demostració.

LLEI MATEMÀTICA

Charles va descobrir que si la quantitat de gas i la pressió són constants, el quocient entre el volum i la temperatura sempre tindrà el mateix valor.

Açò vol dir que si tenim un volum d’un gas (V 1) que està a una temperatura (T1), si variem el volum del gas a V2, aleshores la temperatura també canviarà a T2.

En aquesta la temperatura i el volum són magnituds directament proporcionals perquè si augmenta la temperatura, el volum també augmenta i a la inversa. És a dir, si una la multipliquem per un nombre, l'altra la multiplicarem pel mateix (si multipliquem el volum per 2, la temperatura també es doblarà).

Per a utilitzar aquesta llei, el volum pot estar en qualsevol unitat, però la temperatura ha d’estar en Kelvin (K).