1.4.2. Закон Гей–Люссака

Якщо тиск і маса газу залишаються незмінними, то в будь-якому стані об’єм газу пропорційний його абсолютній температурі:

. (1.4)

Цей закон відображує зміни в газі, що відбуваються при незмінному тиску. Стала в рівнянні (1.4) відома і його наводять ще в такому вигляді:

, (1.5)

де – об’єм газу при , а град .

1.4.3. Закон Шарля

Якщо об’єм і маса газу залишаються незмінними, то в будь-якому стані тиск газу пропорційний його абсолютній температурі:

, (1.6)

тобто в будь-якому стані .

1.4.4. Об’єднаний газовий закон Менделеєва–Клапейрона

Клапейрон (1840 р.) об’єднав окремі закони для ідеальних газів і отримав таку залежність:

, (1.7)

тобто встановив, що добуток тиску газу на об’єм в будь-якому стані пропорційний його температурі. Стала В – різна для різних газів. Менделеєв (1875 р.) показав, що це пов’язано з неодинаковістю молекул різних газів і визначив, що добуток , де – число молей газу ( , де М – маса газу, кг; – молекулярна маса, кг/кмоль), а – універсальна газова стала ( = 8,31 Дж/(моль.К)). Після цих визначень об’єднаний газовий закон буде виражати таке рівняння:

. (1.8)

Його називають рівнянням (або об’єднаним газовим законом) Менделеєва – Клапейрона.

Як видно з рівняння (1.8), кількість газу (масу газу) можна виражати як в кілограмах, кілограм-молекулах, так і в одиницях pV. Остання частіше використовується у вакуумній техніці.

Дійсно, при Т = Const, матимемо

, (1.9)

де b - коефіцієнт пропорційності.

1.4.5. Закон Авогадро

Зважаючи на уявлення, що газ – це сукупність великої кількості молекул, Авогадро показав, що в однакових об’ємах різних газів знаходиться однакове число молекул, якщо тиски і температура теж однакові. Оскільки рівняння Менделеєва – Клапейрона справедливе для будь-якого газу то дійсно, визначивши масу газа як добуток числа молекул N на масу однієї m, тобто M = N m, можна записати

(1.10)

і зробити висновок, що число молекул будь-якого газу завжди пропорційне відношенню його молярної маси до маси одної молекули, тобто числу =N , яке показує кількість молекул в одному молі будь-якого газу і називається числом Авогадро. Ескпериментально Перреном було визначено, що число Авогадро дорівнює 6, 02 моль .

1.4.6. Закон Дальтона

Якщо в об’ємі знаходиться суміш з N газів, що хімічно не взаємодіють, то тиск суміші визначається за законом Дальтона – тиск суміші газів дорівнює сумі парціальних тисків кожного газу, що складає суміш:

. (1.11)

Парціальний тиск – це тиск, що створює складовий газ суміші, якби тільки цей газ один займав увесь об’єм, в якому знаходиться суміш.

Дійсно, якщо визначити в одиницях pV масу суміші газу як суму мас окремих газів, що складають суміш, то матимемо

,

після скорочення подібних отримаємо (1.11).