盖·吕萨克与气体膨胀
法国物理学家、化学家盖·吕萨克,1778 年 12 月 6 日生于法国利摩日附近的圣·雷奥纳尔。他一生中有很广泛的研究,在物理与化学方面都作出了重要发现。盖·吕萨克曾是法国科学院院士,综合技术学院及植物园化学教授,索邦大学物理教授。他在化学方面的主要贡献是提出了著名的气体化合的倍比定律,还发现了化学元素硼、氯、碘等。
盖·吕萨克在物理学上也有重要发现,他曾研究了地磁现象。1804 年, 他和另一物理学家毕奥冒着生命危险乘气球开到 7000 多米高空,研究了高层空气的性质及测定了地磁场,测量结果表明,在这样的高度地磁场几乎没有什么变化。1805 年,他与另一科学家洪德堡一起为准确测定地球磁场位置进行了一年的考察工作。1802 年,盖·吕萨克研究了气体的膨胀形为, 总结得出盖·吕萨克定律。
一定质量的气体在压强不变的条件下,温度每升高或降低 1℃时,增
加(或减小低)的体积,等于它在0℃时体积的
100
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,这便是盖·吕萨
克定律,或者也可以这样描述:一定质量的气体,当压强保持不变时,体积随温度作线性变化,即
Vt=V0(1+? vt)
V0 是 0℃时气体的体积,Vt 是 t℃时的体积,? v 是该气体的膨胀系数,由实验测出,对所有气体都有? v≈1/273.15。这一关系在 V—t 图上是一条直线。当温度很低时,气体液化,不再服从盖·吕萨克定律。若改用热力学温度可写成
V=V0? vT
其中 T 是热力学温标,V 为 T 对应的气体体积。
盖·吕萨克定律是实验定律,气体在压强不太大、温度不太低时都近似服从该定律。压强越低,准确程度越高,只有理想气体才严格遵守盖·吕萨克定律。