Калькулятор закона Гей-Люссака

Рассчитайте связь давления и температуры газа при постоянном объёме.

Калькулятор давления и температуры
Введите обе абсолютные температуры и начальное давление, чтобы найти конечное давление.

О законе Гей-Люссака

В используемой здесь формулировке закон Гей-Люссака описывает изменение давления фиксированного количества газа с абсолютной температурой при постоянном объёме. Связь прямая: при росте температуры в кельвинах давление увеличивается в той же пропорции, а при снижении температуры уменьшается. Калькулятор применяет соотношение P1, делённое на T1, равно P2, делённому на T2. Давление можно вводить в паскалях, килопаскалях, барах, атмосферах или другой единице, поскольку ответ сохраняет единицу начального значения. Температура должна быть выражена по абсолютной шкале. Шкала Кельвина начинается с абсолютного нуля, поэтому отношения температур имеют физический смысл. Значения в градусах Цельсия нельзя подставлять напрямую: ноль градусов Цельсия не означает нулевую тепловую энергию. Перед использованием калькулятора переведите температуру из градусов Цельсия в кельвины, прибавив 273.15. Например, 27 градусов Цельсия — это 300.15 кельвина. Обе температуры должны использовать одну абсолютную шкалу. Закон предполагает, что газ герметично заключён в жёстком сосуде, его количество не меняется, а поведение близко к идеальному. При нагревании молекулы движутся быстрее и чаще ударяются о стенки, передавая больший импульс. Поскольку стенки не могут расширяться, эти столкновения проявляются как рост давления. Модель полезна для учебных задач по газовым законам, оценок давления в герметичных сосудах, обсуждения хранения аэрозолей и основ термодинамики. Реальные системы могут отклоняться от прогноза при очень высоком давлении, очень низкой температуре, вблизи фазового перехода или при изменении объёма сосуда. В расчётах безопасности также нужно учитывать прочность сосуда, устройства сброса давления, неопределённость измерений и свойства реального газа. Калькулятор даёт понятную пропорциональную оценку, а не инженерную сертификацию. Убедитесь, что начальное и конечное состояния описывают один образец газа, сохраняйте единицы давления согласованными и используйте измеренные абсолютные температуры для содержательного результата. При передаче результата записывайте единицы ввода и допущения, чтобы другой человек мог воспроизвести расчёт и правильно его истолковать.

Примеры закона Гей-Люссака

В этих примерах объём и количество газа остаются постоянными.

Известные значенияКонечное давлениеИнтерпретация
P1 = 1 atm, T1 = 300 K, T2 = 600 KP2 = 2 atmУдвоение абсолютной температуры удваивает давление.
P1 = 100 kPa, T1 = 250 K, T2 = 400 KP2 = 160 kPaОтношение температур равно 1.6.
P1 = 2 bar, T1 = 320 K, T2 = 280 KP2 = 1.75 barОхлаждение пропорционально снижает давление.

Как пользоваться калькулятором

  1. Введите начальное давление в любой единице давления.
  2. Введите начальную абсолютную температуру в кельвинах.
  3. Введите конечную абсолютную температуру в кельвинах.
  4. Нажмите «Рассчитать конечное давление» и прочитайте ответ в исходной единице давления.

Частые вопросы

Что такое закон Гей-Люссака?

В рассматриваемой здесь формулировке давление газа прямо пропорционально абсолютной температуре при постоянных объёме и количестве газа. Обычная запись: P1, делённое на T1, равно P2, делённому на T2.

Почему температура должна быть в кельвинах?

Формула сравнивает отношения температур, для чего нужна шкала, начинающаяся с абсолютного нуля. У шкалы Цельсия есть смещение, поэтому прямые отношения её значений дают неверные результаты.

Какую единицу давления использовать?

Начальное давление можно указать в любой единице давления. Рассчитанное давление будет в той же единице, поскольку формула использует отношение.

Работает ли этот закон для любого газа?

Это хорошее приближение для газов, ведущих себя идеально в умеренных условиях. Реальные газы могут отклоняться от него вблизи конденсации, при высоком давлении или очень низкой температуре.

Что должно оставаться постоянным?

Объём сосуда и количество газа должны оставаться неизменными между состояниями. Если меняется хотя бы одна из этих величин, лучше использовать объединённый газовый закон или другую модель.