Techniklexikon

Gay-Lussacsches Gesetz

Thermodynamik und statistische Physik, thermodynamische Gesetzmässigkeit, die die proportionale Abhängigkeit des Volumens bzw. Druckes eines Gases von der Temperatur beschreibt, wobei die jeweilige anderen Zustandsgrössen konstant gehalten werden.

Das Gay-Lussacsche Gesetz formuliert zum einen die Änderung des Volumens V eines Gases mit der Temperatur q (in °C) bei konstantem Druck p und lautet . Dabei ist a der thermische Volumenausdehnungskoeffizient und V₀ das Volumen bei 0 °C. Für ein ideales Gas ist , und mit der absoluten Temperatur  gilt zugleich die Beziehung.

Eine weitere Aussage des Gay-Lussacsche Gesetzes drückt aus, dass sich der Druck p bei konstantem Volumen mit der Temperatur q (in °C) nach der Beziehung  bzw.  ändert.

Beide Aussagen des Gay-Lussacsche Gesetzes sind Spezialfälle der Zustandsgleichung des idealen Gases  (n Molzahl, R Gaskonstante).

Beim Gay-Lussacschen Gesetz handelt es sich zugleich um eine Definition der Temperaturskala, bei der die absolute Temperatur T durch den Volumenquotient  gegeben ist: .

Das Gay-Lussacsche Gesetz besagt ausserdem, dass die innere Energie eines idealen Gases nur eine Funktion der Temperatur ist und nicht vom Volumen oder vom Druck abhängt. Diese Aussage wird durch den Gay-Lussac-Versuch bestätigt. Aufgrund des allgemeinen Zusammenhangs  ist für ein ideales Gas  bzw. .