Как связаны объём и температура идеального газа при изобарном процессе?

При изобарном процессе объём и температура идеального газа связаны прямой пропорциональной зависимостью: при постоянном давлении объём газа увеличивается при повышении температуры и уменьшается при её понижении.

Эта зависимость называется законом Гей-Люссака:

где:

• $V$ — объём газа;

• $T$ — абсолютная температура (измеряется в кельвинах);

• давление $p$ и количество газа остаются постоянными.

Из этой формулы следует:

То есть если температура газа увеличилась, например, в 2 раза, то при неизменном давлении его объём также увеличится в 2 раза.

Важно, что температуру нужно выражать именно в кельвинах, а не в градусах Цельсия. Перевод выполняется так:

где $t$ — температура в градусах Цельсия.

Физический смысл этого закона заключается в том, что при нагревании частицы газа начинают двигаться быстрее и сильнее давят на стенки сосуда. Чтобы давление осталось прежним, газ должен расшириться, то есть его объём должен увеличиться. При охлаждении движение частиц замедляется, и объём уменьшается.

Таким образом, при изобарном процессе объём идеального газа прямо пропорционален его абсолютной температуре: чем выше температура, тем больше объём, и наоборот.