Quelle est l'influence de la température sur un bloc laissé en plein soleil ?
La loi de Charles et la loi de Gay-Lussac sont deux lois fondamentales de la thermodynamique qui décrivent le comportement des gaz parfaits.
La Loi de Charles (Volume et Température)
- Énoncé : À pression (P) constante, le volume (V) d'une quantité de gaz est directement proportionnel à sa température absolue (T en Kelvin).
- Formule : \(\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}\)
- Principe : Quand on chauffe un gaz, son volume augmente (il se dilate) ; quand on le refroidit, son volume diminue.
- Exemple : Le boudin d'un semi rigide qui ne contient pas suffisamment d'air et qui se gonfle lorsque la température augmente.
La Loi de Gay-Lussac (Pression et Température)
- Énoncé : À volume (V) constant, la pression (P) d'une quantité de gaz est directement proportionnelle à sa température absolue (T en Kelvin).
- Formule : \(\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}\)
- Principe : Quand on chauffe un gaz enfermé dans un volume fixe, les molécules bougent plus vite et frappent les parois plus fort, ce qui fait monter la pression.
- Exemple : La pression du boudin du semi rigide bien gonflé qui augmente avec la monté des températures. L'augmentation de la pression de la bouteille laissée en plein soleil.
Règle de conversion importante
Pour tous les calculs avec ces lois, la température doit obligatoirement être exprimée en Kelvin (K) :
\[T(K)=T(^{\circ }C)+273,15\]
Histoire des sciences
Le nom de loi de Gay-Lussac est également donné à la loi de Charles reliant le volume et la température à pression constante. La loi de Charles a en effet été énoncée pour la première fois par Louis Joseph Gay-Lussac en 1802, mais avait été découverte par Jacques Charles dès 1787. On réservera le nom de loi de Charles à la relation entre volume et température à pression constante et le nom de loi de Gay-Lussac à la relation entre pression et température à volume constant.