Prima legge di Gay-Lussac

La prima legge di Gay-Lussac, anche nota come legge di Charles, afferma che in una trasformazione a pressione costante (isobara), il volume di un gas aumenta all’aumentare della temperatura secondo una relazione lineare. A $p$ costante

$$V=V_0(1+\alpha t)$$

$t$ è la temperatura misurata in gradi centigradi, $\alpha = 1/273.15$, e $V_0$ è il volume a $0$ °C. La precedente formula può essere posta nella forma

$$V=\frac{V_0}{T_0}T$$

in cui $T_0 =273.15$ K, $T$ è la temperatura in Kelvin (temperatura assoluta).

Il video seguente mostra un modo per eseguire l’esperimento che porta alla legge di Charles. Nel video devi notare che la pressione (costante) a cui si conduce l’esperimento è quella atmosferica del laboratorio. La misura del volume non viene fatta immediatamente, ma si lascia abbastanza tempo alla siringa per raggiungere sia l’equilibrio termico, che l’equilibrio (meccanico) tra la pressione interna e quella esterna. Quando la pressione interna uguaglia quella esterna il pistone della siringa smette di muoversi. Un altro merito del video è la trattazione della temperatura assoluta. Essa appare una scelta naturale appena si realizza che deve esserci una temperatura limite negativa per la quale il volume vale 0.

Il video seguente riepiloga tale legge e mostra come si risolvono due tipici problemi numerici. Il video appare in un corso di chimica. Chimica e fisica si sovrappongono in diversi campi.