
【化】 Gay-Lussac law
about; annex; canopy; casing; cover; lid; shell; top; build
【化】 cap; cover; lid
【医】 cap; coping; operculum; roof; tegmen; tegmentum; veil
gram; gramme; overcome; restrain
【医】 G.; Gm.; gram; gramme
law
【化】 law
【医】 law
盖-吕萨克定律(Gay-Lussac's Law)是描述理想气体行为的基本定律之一,主要探讨气体在恒定体积下压强与温度的线性关系,以及气体反应中的体积比例关系。该定律由法国化学家约瑟夫·路易·盖-吕萨克(Joseph Louis Gay-Lussac)于19世纪初提出,对化学和物理学的发展具有重要意义。
压强-温度关系(Volume Constant)
当气体体积保持不变时,其压强(P)与热力学温度(T)成正比,即:
$$
frac{P_1}{T_1} = frac{P_2}{T_2}
$$
例如:密闭容器中的气体加热时,温度升高导致压强增大。
气体反应体积比定律(Combining Volumes)
在相同温度和压强下,参与化学反应的气体体积成简单整数比。
例如:氢气与氯气化合生成氯化氢的反应中,体积比为 ( text{H}_2 : text{Cl}_2 : text{HCl} = 1 : 1 : 2 ) 。
定义气体定律术语标准,强调盖-吕萨克定律在物态方程中的地位。
来源:IUPAC Gold Book, "Gay-Lussac's law"
系统阐述定律的数学推导与实验验证(第9版,第1章)。
来源:Oxford University Press
分析定律在气体传感器设计中的应用(J. Phys. Chem. 2020)。
来源:ACS Publications
注:本文内容基于经典物理化学理论及权威学术出版物,符合科学共识与教育规范。
盖-吕萨克定律是描述气体在等压条件下体积与温度关系的实验定律,以下是详细解释:
一定质量的理想气体,在压强保持不变时,体积与热力学温度成正比。其数学表达式为: $$ frac{V_1}{T_1} = frac{V_2}{T_2} = C quad text{或} quad V = CT $$ 其中:
另一种表述形式为: $$ V = V_0 left(1 + frac{t}{273.15}right) $$ 式中$V_0$为0℃时的体积,$t$为摄氏温度,$frac{1}{273.15}$为体积膨胀系数。
例如,若某气体在27℃(300K)时体积为2L,温度升至127℃(400K)时体积变为: $$ frac{V_1}{T_1} = frac{V_2}{T_2} Rightarrow V_2 = frac{2 times 400}{300} approx 2.67 , text{L} $$
在理想气体状态方程$pV = nRT$中,当压强$p$固定时,可推导出盖-吕萨克定律。
注意:该定律与化学反应中的气体体积比例定律(同温同压下气体反应体积成整数比)名称相同但内容不同,需注意区分。
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