蓋呂薩克定律計算器
計算定容氣體的壓力與溫度關係。
壓力與溫度計算器
輸入兩個絕對溫度與初始壓力,求出最終壓力。
關於蓋呂薩克定律
蓋呂薩克定律描述一定量氣體在體積不變時,壓力如何隨絕對溫度改變。兩者成正比:克耳文溫度升高,壓力會以相同比例升高;溫度下降,壓力也隨之降低。計算器使用 P1 除以 T1 等於 P2 除以 T2 的關係。壓力可輸入帕斯卡、千帕、巴、大氣壓或其他單位,因為答案會使用與初始值相同的壓力單位。
溫度必須以絕對溫標表示。克耳文從絕對零度開始,因此溫度比值具有物理意義。攝氏溫度不能直接代入,因為攝氏零度並不代表熱能為零。使用計算器前,將攝氏溫度加上 273.15 即可轉成克耳文。例如,27 攝氏度等於 300.15 克耳文。兩個溫度輸入必須使用同一絕對溫標。
此定律假設氣體密封於剛性容器內,氣體量不變,且行為接近理想氣體。加熱會讓分子移動更快,更頻繁地碰撞容器壁,並傳遞更大的動量。由於容器壁無法膨脹,這些碰撞便呈現為壓力增加。這個模型適用於課堂氣體定律題目、密閉容器的壓力估算、氣霧罐儲存討論與基礎熱力學。
在極高壓、極低溫、接近相變或容器體積改變時,真實系統可能偏離預測。安全計算也應考量容器強度、洩壓裝置、測量不確定度與真實氣體性質。本計算器提供清楚的比例估算,而非工程認證。請確認初始與最終狀態描述同一份氣體樣品,保持壓力單位一致,並使用實測絕對溫度,讓結果更具意義。分享結果時,請記錄輸入單位與假設,讓其他人能重現計算並正確解讀。
蓋呂薩克定律範例
以下範例皆保持體積與氣體量不變。
| 已知值 | 最終壓力 | 解讀 |
|---|---|---|
| P1 = 1 atm, T1 = 300 K, T2 = 600 K | P2 = 2 atm | 絕對溫度加倍,壓力也加倍。 |
| P1 = 100 kPa, T1 = 250 K, T2 = 400 K | P2 = 160 kPa | 溫度比值為 1.6。 |
| P1 = 2 bar, T1 = 320 K, T2 = 280 K | P2 = 1.75 bar | 冷卻使壓力按比例降低。 |
如何使用計算器
- 以任意壓力單位輸入初始壓力。
- 以克耳文輸入初始絕對溫度。
- 以克耳文輸入最終絕對溫度。
- 選擇「計算最終壓力」,並讀取以原壓力單位表示的答案。
常見問題
什麼是蓋呂薩克定律?
此定律指出,當體積與氣體量固定時,氣體壓力與絕對溫度成正比。常見形式為 P1 除以 T1 等於 P2 除以 T2。
為什麼溫度必須使用克耳文?
公式比較溫度比值,因此需要從絕對零度開始的溫標。攝氏溫標存在位移,直接使用攝氏溫度比值會得到錯誤結果。
應該使用哪一種壓力單位?
初始壓力可使用任意壓力單位。因為公式使用比值,計算出的壓力會以同一單位傳回。
此定律適用於所有氣體嗎?
對於在適中條件下接近理想行為的氣體,它是很好的近似。真實氣體在接近凝結、高壓或極低溫時可能偏離預測。
哪些量必須保持不變?
兩個狀態之間,容器體積與氣體量必須固定。若其中任一項改變,使用綜合氣體定律或其他模型會更適合。