Закон Гей-Люссака

Анимация, представляющая зависимость объёма газа от температуры (закон Гей-Люссака)

Закон Гей-Люссака — закон пропорциональной зависимости объёма газа от абсолютной температуры при постоянном давлении, названный в честь французского физика и химика Жозефа Луи Гей-Люссака, впервые опубликовавшего его в 1802 году.

Следует отметить, что в англоязычной литературе закон Гей-Люссака обычно называют законом Шарля и наоборот. Кроме того, законом Гей-Люссака называют также химический закон объёмных отношений.

Неоднозначность терминологии

В русско- и англоязычной научной литературе существуют некоторые различия в наименовании законов, связанных с именем Гей-Люссака. Эти различия представлены в следующей таблице.

Русскоязычное название	Англоязычное название	Формула
Закон Гей-Люссака	Закон Шарля (en:Charles's law) Закон Гей-Люссака Закон объёмов (Volumes Law)	$V/T=\mathrm{const}$
Закон Шарля	Закон Гей-Люссака (en:Gay Lussac's law) Второй закон Гей-Люссака	$P/T=\mathrm{const}$
Закон объёмных отношений	Закон Гей-Люссака (en:Gay Lussac's law)

История открытия

Неоднозначность терминологии связана с историей открытия газовых законов. Закон объёмов (называемый в русскоязычной литературе законом Гей-Люссака) впервые был опубликован в открытой печати в 1802 году Гей-Люссаком^[1], однако сам Гей-Люссак считал, что открытие было сделано Жаком Шарлем в неопубликованной работе, относящейся к 1787 году. Независимо от них закон был открыт в 1801 году английским физиком Джоном Дальтоном. Кроме того, качественно закон был описан французом Гийомом Амонтоном в конце XVII века.

За кем бы ни оставался приоритет этого открытия, Гей-Люссак первым продемонстрировал, что закон применим ко всем газам, а также к парам летучих жидкостей при температуре выше точки кипения. Математически он выразил своё открытие так:

$\ V_{100}-V_0=kV_0,$

где $V_{100}$ — объём данного количества газа при температуре 100 °C; $V_0$ — объём того же газа при 0 °C; $k$ — константа, одинаковая для всех газов при одинаковом давлении.

Гей-Люссак дал для константы $k$ значение ¹⁄_2 6 666, что достаточно близко к современному значению, равному ¹⁄_2 7 315.

Формулировка закона

Изобарический закон, открытый Гей-Люссаком в 1802 году утверждает, что при постоянном давлении объём постоянной массы газа пропорционален абсолютной температуре. Математически закон выражается следующим образом:

$\ V\sim T$

или

$\frac{V}{T}=\mathrm{const},$

где $V$ — объём газа, $T$ — температура.

Если известно состояние газа при неизменном давлении и двух разных температурах, закон может быть записан в следующей форме:

$\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\quad$ 

или 

$\ {V_1}{T_2}={V_2}{T_1}$.

Литература

• Castka, Joseph F.; Metcalfe, H. Clark; Davis, Raymond E.; Williams, John E. Modern Chemistry. — Holt, Rinehart and Winston, 2002. — ISBN 0-03-056537-5.
• Guch, Ian The Complete Idiot's Guide to Chemistry. — Alpha, Penguin Group Inc., 2003. — ISBN 1-59257-101-8.
• Mascetta, Joseph A. How to Prepare for the SAT II Chemistry. — Barron's, 1998. — ISBN 0-7641-0331-8.

Примечания

1. ↑ Gay-Lussac, J. L. Recherches sur la dilatation des gaz et des vapeurs // Annales de chimie. — 1802. — Vol. XLIII. — P. 137. Выдержки из статьи в английском переводе.