ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΥΔΡΟΓΟΝΟ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΥΔΡΟΓΟΝΟ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΥΔΡΟΓΟΝΟ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

 Η κινητική θεωρία των αερίων μας επιτρέπει να εξηγήσουμε γιατί δεν υπάρχει υδρογόνο στην ατμόσφαιρα της Γης,στην οποία δεσπόζουν το οξυγόνο και το άζωτο.
 Η ερμηνεία σχετίζεται με την ταχύτητα διαφυγής από τη Γη.

Εάν το σώμα βληθεί με ταχύτητα μικρότερη από την ταχύτητα διαφυγής επιστρέφει στην επιφάνεια της Γης

 Όταν ένα σώμα βάλλεται από ένα σημείο της επιφάνειας της Γης με αρχική ταχύτητα υ0 κάνει ευθύγραμμη ή καμπυλόγραμμη κίνηση και επιστρέφει σε αυτή.Δεν θα επέστρεφε στη Γη μόνο αν η αρχική του ταχύτητα  έπαιρνε την τιμή 11,2 km/s.Αυτή την ταχύτητα τη λέμε ταχύτητα διαφυγής από την επιφάνεια της Γης.Στο ύψος των 600 km,στα όρια δηλαδή της ατμόσφαιρας της Γης η ταχύτητα διαφυγής έχει τιμή 10,8 km/s .

Υπάρχει μεγάλος αριθμός μορίων υδρογόνου τα οποία έχουν ταχύτητες μεγαλύτερες από την ταχύτητα διαφυγής

 Η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας στο ύψος αυτό είναι περίπου 1500 Κ.Στη θερμοκρασία αυτή,όπως προκύπτει από τη σχέση  τα μόρια του οξυγόνου θα είχαν ενεργό ταχύτητα 1,1 km/s και τα μόρια του υδρογόνου ενεργό ταχύτητα  4,4 km/s.

Εάν το σώμα βληθεί με ταχύτητα μεγαλύτερη ή ίση από την ταχύτητα διαφυγής και η κατεύθυνση της αρχικής ταχύτητας είναι κατάλληλη, τότε διαφεύγει οριστικά στο διάστημα

 Ας υποθέσουμε ότι σ’ αυτό το ύψος βρίσκεται μια ποσότητα Ν μορίων οξυγόνου και Ν μορίων υδρογόνου.Από το διάγραμμα της κατανομής των ταχυτήτων κατά Maxwell-Boltzmann,για τα δύο αέρια προκύπτει ότι,πρακτικά,κανένα μόριο του οξυγόνου δεν έχει ταχύτητα ίση με την ταχύτητα διαφυγής και έτσι όλη η ποσότητα του οξυγόνου παραμένει στη γήινη ατμόσφαιρα.Αντίθετα,υπάρχει μεγάλος αριθμός μορίων υδρογόνου τα οποία έχουν ταχύτητες μεγαλύτερες από την ταχύτητα διαφυγής.Φυσικά δε διαφεύγουν όλα αυτά τα μόρια.Διαφεύγουν μόνο εκείνα που η ταχύτητά τους έχει τον κατάλληλο προσανατολισμό,με την προϋπόθεση ότι δε συγκρούονται με άλλα μόρια.

Από το διάγραμμα της κατανομής των ταχυτήτων κατά Maxwell- Boltzmann,για τα δύο αέρια προκύπτει ότι,πρακτικά,κανένα μόριο του οξυγόνου δεν έχει ταχύτητα ίση με την ταχύτητα διαφυγής και έτσι όλη η ποσότητα του οξυγόνου παραμένει στη γήινη ατμόσφαιρα

 Στο διάστημα των 4x10⁹ ετών που πέρασαν από τότε που δημιουργήθηκε το πλανητικό μας σύστημα,το υδρογόνο που υπήρχε αρχικά,διαχεόμενο στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας,διέφυγε σιγά-σιγά από το βαρυτικό πεδίο.

Παρατήρηση:

 Με τον ίδιο τρόπο εξηγείται γιατί η Σελήνη-στην οποία η ταχύτητα διαφυγής από την επιφάνεια είναι 2,37 km/s-δεν έχει καθόλου ατμόσφαιρα και γιατί στον Άρη (ταχύτητα διαφυγής από την επιφάνεια 4,97 km/s) η ατμόσφαιρα είναι πολύ αραιή.

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ 

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Για να ερμηνεύσουμε τη συμπεριφορά των αερίων δεν αρκεί η ακριβής μέτρηση της θερμοκρασίας ή της πίεσης.Επίσης δεν αρκεί ούτε  η γνώση των σχέσεων αναλογίας μεταξύ πίεσης,όγκου,αριθμού mol και θερμοκρασίας.

Η κινητική θεωρία των αερίων περιγράφει ένα αέριο ως ένα μεγάλο αριθμό μικρών σωματιδίων τα οποία βρίσκονται σε συνεχή,τυχαία κίνηση

 Η κινητική θεωρία των αερίων περιγράφει ένα αέριο ως ένα μεγάλο αριθμό μικρών σωματιδίων (ατόμων ή μορίων),τα οποία βρίσκονται σε συνεχή,τυχαία κίνηση.Τα ταχέως κινούμενα σωματίδια συγκρούονται συνεχώς μεταξύ τους με τα τοιχώματα του δοχείου.

Η κινητική θεωρία εξηγεί μακροσκοπικές ιδιότητες των αερίων, όπως η πίεση, η θερμοκρασία, ή τον όγκο, εξετάζοντας μοριακή σύνθεση και η κίνησή τους

 Η κινητική θεωρία εξηγεί μακροσκοπικές ιδιότητες των αερίων,όπως η πίεση,η θερμοκρασία,ή τον όγκο,εξετάζοντας μοριακή σύνθεση και η κίνησή τους.Ουσιαστικά,η θεωρία υποθέτει ότι η πίεση δεν οφείλεται στη στατική άπωση μεταξύ των μορίων,όπως ήταν η εικασία του Ισαάκ Νεύτωνα,αλλά λόγω των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες μέσω της κίνησης Brown.

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

 Η ανάγκη επίλυσης πολύπλοκων προβλημάτων που έθετε η νέα θεωρία οδήγησε στην ανάπτυξη ενός νέου κλάδου της Φυσικής,της Στατιστικής Φυσικής,που αποτέλεσε αργότερα πολύτιμο εργαλείο για τη θεμελίωση της σύγχρονης Φυσικής.Η Στατιστική μηχανική υπολογίζει και αξιοποιεί μέσες τιμές μεγεθών.

 H Στατιστική μηχανική είναι η εφαρμογή της θεωρίας πιθανοτήτων,η οποία περιλαμβάνει τα μαθηματικά εργαλεία για την αντιμετώπιση μεγάλων πληθυσμών, στο πεδίο της μηχανικής, η οποία ασχολείται με την κίνηση σωματιδίων ή αντικειμένων που υπόκεινται σε μια δύναμη

 H Στατιστική μηχανική είναι η εφαρμογή της θεωρίας πιθανοτήτων,η οποία περιλαμβάνει τα μαθηματικά εργαλεία για την αντιμετώπιση μεγάλων πληθυσμών, στο πεδίο της μηχανικής, η οποία ασχολείται με την κίνηση σωματιδίων ή αντικειμένων που υπόκεινται σε μια δύναμη.

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

 Η πιο απλή μορφή του μικροσκοπικού τρόπου μελέτης της συμπεριφοράς της ύλης είναι η κινητική θεωρία των αερίων.

Η πιο απλή μορφή του μικροσκοπικού τρόπου μελέτης της συμπεριφοράς της ύλης είναι η κινητική θεωρία των αερίων

 Για τα ιδανικά αέρια, που ορίστηκαν μακροσκοπικά ως τα αέρια για τα οποία ισχύει υπό οποιεσδήποτε συνθήκες η καταστατική εξίσωση,η κινητική θεωρία στηρίχτηκε στις εξής παραδοχές:

α) Τα μόρια του αερίου συμπεριφέρονται σαν μικρές όμοιες απόλυτα ελαστικές, σφαίρες που βρίσκονται σε διαρκεί και τυχαία κίνηση.
 Έτσι ο συνολικός όγκος των μορίων του αερίου μπορεί να θεωρηθεί αμελητέος σε σχέση με τον όγκο του δοχείου στο οποίο βρίσκεται.Επομένως κατά τις συγκρούσεις των μορίων με τα τοιχώματα του δοχείου η κινητική ενέργεια δεν αλλάζει.

β) Μεταξύ των κινούμενων μορίων δεν ασκούνται δυνάμεις παρά μόνο κατά τη στιγμή που συγκρούονται με άλλα μόρια ή με τα τοιχώματα του δοχείου.
 Επομένως η μεταξύ δύο συγκρούσεων κίνησή είναι ευθύγραμμη ομαλή και ισοταχής.

γ) Οι κρούσεις των μορίων με τα τοιχώματα είναι ελαστικές.
 Έτσι η κινητική ενέργεια του μορίου δεν αλλάζει μετά την κρούση του με το τοίχωμα.
δ) Ο χρόνος που διαρκεί η σύγκρουση είναι πού μικρός,αμελητέος. 
ε) Το μέγεθος των μορίων,σε σχέση με το χώρο που καταλαμβάνουν, θεωρείται μικρό.
 Έτσι ο συνολικός τους όγκος είναι αμελητέος σε σχέση με τον όγκο του δοχείου που τα περιέχει.

Με τη βοήθεια του προτύπου η κινητική θεωρία των αερίων εξηγεί αβίαστα όλους τους νόμους των αερίων

 Αν λοιπόν σ' αυτές τις παραδοχές προσθέσουμε άλλη μία,ότι δηλαδή φανταζόμαστε μεγάλο πλήθος μορίων,όπως συμβαίνει και στα αέρια,τότε έχουμε το πρότυπο του ιδανικού αερίου.Με τη βοήθεια αυτού του προτύπου η κινητική θεωρία των αερίων εξηγεί αβίαστα όλους τους νόμους των αερίων.

Η κινητική θεωρία είναι η εφαρμογή των νόμων της μηχανικής του Νεύτωνα σε μεγάλο αριθμό μορίων ιδανικού αερίου και η στατιστική επεξήγηση των αποτελεσμάτων

 Η κινητική θεωρία είναι η εφαρμογή των νόμων της μηχανικής του Νεύτωνα σε μεγάλο αριθμό μορίων ιδανικού αερίου και η στατιστική επεξήγηση των αποτελεσμάτων.Με την έκφραση στατιστική επεξεργασία εννοούμε τον υπολογισμό μέσων τιμών,όπως π.χ. μέση ταχύτητα των μορίων,μέση κινητική ενέργεια κ.λ.π.
 Η συμπεριφορά των αερίων αποκλίνει από εκείνη του ιδανικού αερίου και αυτό οφείλεται στο ότι τα μόρια των αερίων έχουν δομή,που όσο πιο πολύπλοκη είναι τόσο περισσότερο τα αέρια αυτά αποκλίνουν από το ιδανικό αέριο.Για παράδειγμα η συμπεριφορά του τρισδιάστατου CO2 αποκλίνει περισσότερο από το ιδανικό αέριο απ' ότι η συμπεριφορά του μονατομικού He.

ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Στους νόμους των αερίων θεωρήσαμε τη μάζα του αερίου σταθερή.Στην περίπτωση που η μάζα του αερίου μεταβάλλεται,υπάρχει ανάγκη ενός νόμου,δηλαδή μιας εξίσωσης που να συνδέει τη θερμοκρασία,την πίεση,τον όγκο και τη μάζα του αερίου σε κατάσταση ισορροπίας.

Η κατάσταση των αερίων περιγράφεται από την ίδια καταστατική εξίσωση που έχει την απλή μορφή p·V=σταθ·Τ

 Μια τέτοια εξίσωση ονομάζεται καταστατική εξίσωση και έχει διαφορετική μορφή για κάθε αέριο.Το πρόβλημα που τίθεται είναι η ανίχνευση μιας γενικότερης εξίσωσης που να ισχύει για όλα τα αέρια.
 Για πολλά αέρια,όπως π.χ. H2,O2,N2,He κ.λ.π αυτές οι καταστατικές εξισώσεις παίρνουν την ίδια απλή μορφή όταν η πυκνότητα των αερίων είναι μικρή.Έτσι η κατάσταση αυτών των αερίων περιγράφεται από την ίδια καταστατική εξίσωση που έχει την απλή μορφή:  

                                                                                   p·V=σταθ·Τ

και που συνδυάζει τους τρεις νόμους των αερίων.Για παράδειγμα για μάζα σταθερή και θερμοκρασία σταθερή η σχέση p·V=σταθ·Τ γράφεται p·V=σταθ δηλαδή ο νόμος του Boyle.

ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

 Η σταθερά της εξίσωσης p·V=σταθ·Τ εξαρτάται από τη μάζα του αερίου,διότι π.χ. με σταθερή πίεση και θερμοκρασία ο όγκος που καταλαμβάνει ένα αέριο είναι ανάλογος της μάζας του.

 Η σταθερά της εξίσωσης p·V=σταθ·Τ εξαρτάται από τη μάζα του αερίου

 Έτσι η σχέση p·V=σταθ·Τ μπορεί να γραφτεί με την μορφή: 

                                                                                 p·V=n·R·T 

όπου:
p η πίεση του αερίου
V ο όγκος του αερίου

n ο αριθμός των γραμμομορίων(mol) του αερίου

Τ η θερμοκρασία του αερίου

R η σταθερά των ιδανικών αερίων για την οποία έχει βρεθεί ότι είναι ίδια για όλα τα αέρια σε μικρές πυκνότητες και η τιμή της εξαρτάται από τις μονάδες των p,V,T.

R είναι η σταθερά των ιδανικών αερίων για την οποία έχει βρεθεί ότι είναι ίδια για όλα τα αέρια σε μικρές πυκνότητες και η τιμή της εξαρτάται από τις μονάδες των p,V,T

 Στο σύστημα SI,όπου μονάδα πίεσης είναι το Ν/m² και μονάδα όγκου είναι το m³,η τιμή της R είναι:

                                                                       R=8,314 J/mol · K

 Συνήθως η πίεση μετριέται σε ατμόσφαιρες (atm),ο όγκος σε λίτρα (L) και η τιμή της R είναι:

                                                                       R=0,082 L·atm/mol·K

 H εξίσωση p·V=n·R·T ονομάζεται καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων. 

H εξίσωση p·V=n·R·T ονομάζεται καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων

 O αριθμός των mol του αερίου βρίσκεται από το πηλίκο της ολικής μάζας mολ του αερίου προς τη γραμμομοριακή του μάζα Μ.

                                                                         n=mολ /M

 Η σχέση p·V=n·R·T μπορεί με βάση την n=mολ/M να πάρει τη μορφή: 

                                                                         p·V=mολ/M·R·T

 Το πηλίκο της συνολικής μάζας του αερίου προς τον όγκο του δίνει την πυκνότητά του:

                                                                          ρ=mολ/V

 Έτσι,η σχέση p·V=n·R·T  μπορεί να πάρει τη μορφή:

                                                                          p=ρ/M·R·T 

 Η καταστατική εξίσωση μπορεί να μας δώσει και έναν απλούστερο μακροσκοπικό ορισμό του ιδανικού αερίου:

 Ιδανικό αέριο είναι το αέριο για το οποίο ισχύει η καταστατική εξίσωση ακριβώς,σε όλες τις πιέσεις και θερμοκρασίες.

Ιδανικό αέριο είναι το αέριο για το οποίο ισχύει η καταστατική εξίσωση ακριβώς,σε όλες τις πιέσεις και θερμοκρασίες

 Όταν αναφερόμαστε σε αέρια θα θεωρούμε ότι οι συνθήκες είναι τέτοιες ώστε ή καταστατική εξίσωση να ισχύει χωρίς αποκλίσεις.

ΝΟΜΟΣ GAY-LUSSAC

ΝΟΜΟΣ GAY-LUSSAC

ΝΟΜΟΣ GAY-LUSSAC

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Από την εμπειρία μας μπορούμε να καταλάβουμε ότι η αύξηση της θερμοκρασίας μιας ποσότητας αερίου οδηγεί στην αύξηση του όγκου του.Θέλουμε να μελετήσουμε πειραματικά τη σχέση του όγκου μιας ποσότητας αερίου με τη θερμοκρασία,όταν η πίεση διατηρείται σταθερή.Για να το καταφέρουμε αυτό χρησιμοποιούμε τη διάταξη του παρακάτω σχήματος η οποία μας επιτρέπει να μετράμε τον όγκο και τη θερμοκρασία του αερίου.

Καθώς το αέριο θερμαίνεται ο όγκος του αυξάνεται. Η πίεση του αερίου διατηρείται σταθερή με ένα βάρος τοποθετημένο πάνω στο έμβολο

 Καθώς το αέριο θερμαίνεται ο όγκος του αυξάνεται.Η πίεση του αερίου διατηρείται σταθερή με ένα βάρος τοποθετημένο πάνω στο έμβολο

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ GAY-LUSSAC

 Θεωρούμε μια ποσότητα αερίου που βρίσκεται  μέσα σε μεταλλικό κυλινδρικό δοχείο,το οποίο κλείνεται αεροστεγώς με ευκίνητο έμβολο αμελητέου βάρους.Ο κύλινδρος πρέπει να είναι ογκομετρικός,ώστε ο όγκος του αερίου να προσδιορίζεται από τη θέση του εμβόλου,και βρίσκεται μέσα σε λουτρό με νερό,το οποίο θερμαίνεται με αργό ρυθμό.

Η συσκευή για την πειραματική μελέτη του νόμου του Gay-Lussac

 Επειδή ο μεταλλικός κύλινδρος είναι αγωγός της θερμότητας,το αέριο θα έχει θα έχει συνεχώς την ίδια θερμοκρασία με το νερό,την οποία καταγράφουμε με τη βοήθεια ενός θερμομέτρου.Η πίεση του αερίου διατηρείται σταθερή με ένα σώμα τοποθετημένο πάνω στο έμβολο και δίνεται από τη σχέση:

                                                              p=pατμ+w/A

όπου:

p η πίεση του αερίου,

pατμ η ατμοσφαιρική πίεση,

w το βάρος του σώματος που είναι τοποθετημένο πάνω στο έμβολο και

Α το εμβαδόν της διατομής του εμβόλου.

Εικονική παρουσίαση του νόμου του Gay-Lussac.Η πίεση ενός αερίου είναι ανάλογη της απόλυτης θερμοκρασίας 

 Καθώς το αέριο θερμαίνεται,καταγράφεται ο όγκος του για διάφορες τιμές της θερμοκρασίας του και τα ζεύγη τιμών σημειώνονται σε κατάλληλα βαθμολογημένους άξονες όγκου(V)-θερμοκρασίας(θ).Η γραφική παράσταση που προκύπτει είναι ευθεία,όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Η μεταβολή του όγκου ενός αερίου σε συνάρτηση με την Θερμοκρασία (σε ^oC)

 Από τη γραφική παράσταση παρατηρούμε,ότι αν προεκτείνουμε την ευθεία,ώστε η θερμοκρασία θ να παίρνει αρνητικές τιμές,ο όγκος του αερίου συνεχώς ελαττώνεται και τελικά μηδενίζεται στη θερμοκρασία θ=-273 ^oC,δηλαδή στο απόλυτο μηδέν.Άρα μπορούμε να πούμε ότι στο απόλυτο μηδέν,εκτός από την πίεση,μηδενίζεται και ο όγκος του αερίου.Όμως αυτό δεν μπορεί να συμβεί,διότι στην πράξη τα αέρια υγροποιούνται και στερεοποιούνται σε θερμοκρασίες πολύ πριν από την θερμοκρασία -273 ^oC.Επίσης,αν δεχτούμε ότι παραμένουν σε αέρια κατάσταση,ο όγκος τους δεν μπορεί να μηδενιστεί,αφού δεν μπορεί να μηδενιστεί ο όγκος των μορίων

Ο όγκος V ενός αερίου μεταβάλλεται ανάλογα προς την απόλυτη θερμοκρασία Τ,όταν η μάζα και η πίεση του παραμένουν σταθερές

 Αν για την μέτρηση της θερμοκρασίας χρησιμοποιήσουμε την κλίμακα Kelvin,αντί της κλίμακας Κελσίου,τότε η μεταβολή του όγκου του αερίου σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία του φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα,για δύο διαφορετικές τιμές της πίεσης p1 και p2,όπου p1<p2.

 Οι διακεκομμένες γραμμές στην γραφική παράσταση υποδηλώνουν ότι η ευθεία στο διάγραμμα V-T,αν τη προεκτείνουμε,διέρχεται από την αρχή των αξόνων.Το διακεκομμένο τμήμα της ευθείας αντιστοιχεί σε θερμοκρασίες,στις οποίες τα αέρια δεν υπακούουν στο νόμο.

ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ   GAY-LUSSAC

 Από το διάγραμμα μπορούμε να συμπεράνουμε ότι:

 Ο όγκος V ενός αερίου μεταβάλλεται ανάλογα προς την απόλυτη θερμοκρασία Τ,όταν η μάζα και η πίεση του παραμένουν σταθερές.

 Στο παραπάνω συμπέρασμα πρώτος κατέληξε ο  Γάλλος φυσικός Ζοζέφ Λουί Γκέι-Λουσάκ (Joseph Louis Gay-Lussac) και το 1802 διατύπωσε τη παρακάτω πρόταση:

 Ο όγκος ορισμένης ποσότητας αερίου,όταν η πίεσή του διατηρείται σταθερή,είναι ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του.

 Η παραπάνω πρόταση ονομάζεται νόμος  του  Gay-Lussac.

Ο Joseph Louis Gay-Lussac (6 Δεκέμβρη,1778-9 Μαΐου 1850) ήταν  Γάλλος χημικός και φυσικός.Είναι γνωστός κυρίως για τους δύο νόμους που σχετίζονται με τα αέρια, και για το έργο του σχετικά με το αλκοόλ  το οποίο οδήγησε οι βαθμοί Gay-Lussac να χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση αλκοολούχων ποτών σε πολλές χώρες

 Ο νόμος του  Gay-Lussac,όπως και οι άλλοι νόμοι των αερίων,ισχύει επακριβώς για ιδανικά αέρια.Οι νόμοι όμως μπορούν να εφαρμοστούν σαν καλή προσέγγιση και σε πραγματικά αέρια.

Ο όγκος ορισμένης ποσότητας αερίου,όταν η πίεσή του διατηρείται σταθερή,είναι ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του

 Επίσης και ο νόμος του Gay-Lussac δεν ισχύει κοντά στο απόλυτο μηδέν και για το λόγο αυτό οι γραμμές στη γραφική παράσταση σχεδιάστηκαν διακεκομμένες κοντά στο μηδέν.

 Η μαθηματική περιγραφή του νόμου του  Gay-Lussac

 Οι τρεις νόμοι που αναφέραμε ισχύουν όταν το αέριο είναι σε κατάσταση ισορροπίας.Με ακριβέστερα πειράματα βρέθηκε ότι οι νόμοι των αερίων ισχύουν κατά προσέγγιση.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ  GAY-LUSSAC 

   Μαθηματικά ο νόμος του  Gay-Lussac περιγράφεται από την εξίσωση:

                                                                                      V/T=σταθ.   για   p=σταθ  

 Η γραφική παράσταση της μαθηματικής περιγραφής είναι ευθεία και φαίνεται στο παραπάνω σχήμα και αποδίδει την ισοβαρή μεταβολή στην οποία η πίεση παραμένει σταθερή.

Ο όγκος ορισμένης ποσότητας αερίου,όταν η πίεσή του διατηρείται σταθερή,είναι ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του

 Αν ορισμένη ποσότητα ιδανικού αερίου μεταβαίνει ισοβαρώς (P=σταθ.) από την θερμοδυναμική κατάσταση A(p,VA,TA) στην κατάσταση B(p,VB,TB) τότε ισχύει η σχέση:

                                                                                      VA/TA=VB/TB

 Επίσης και ο νόμος του Gay-Lussac δεν ισχύει κοντά στο απόλυτο μηδέν και για το λόγο αυτό οι γραμμές στη γραφική παράσταση σχεδιάστηκαν διακεκομμένες κοντά στο μηδέν.

Καθώς το αέριο θερμαίνεται ο όγκος του αυξάνεται. Η πίεση του αερίου διατηρείται σταθερή με ένα βάρος τοποθετημένο πάνω στο έμβολο

 O νόμος του Gay-Lussac προκύπτει και από την καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων:

p·V=n·R·T                                    ή  

V/T=n·R/p                                  ή  

                                                                                       V/T=σταθ.

 Η σταθερά C=n·R/p εξαρτάται από τον αριθμό των mol και από την πίεση του αερίου.

ΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ  ΤΟΥ  GAY-LUSSAC 

 Η μεταβολή ενός αερίου στην οποία η πίεση παραμένει σταθερή ονομάζεται ισοβαρής.

Η μεταβολή ενός αερίου στην οποία η πίεση παραμένει σταθερή ονομάζεται ισοβαρής

 Η γραφική παράσταση της μαθηματικής περιγραφής του νόμου  Gay-Lussac είναι ευθεία.

Η γραφική παράσταση του νόμου του Gay-Lussac

 Αυτή φαίνεται στο παραπάνω σχήμα και αποδίδει την ισοβαρή μεταβολή στην οποία η πίεση παραμένει σταθερή.

Η μεταβολή του όγκου ενός αερίου σε συνάρτηση με την απόλυτη θερμοκρασία του,για δύο τιμές της πίεσης p1 και p2,όπου p1<p2

 Η γραφική παράσταση της μαθηματικής περιγραφής του νόμου του Gay-Lussac ονομάζεται ισοβαρής καμπύλη.