§ 223. Формула, выражающая закон Шарля

Закон Шарля позволяет рассчитать давление газа при любой температуре, если известно его давление при температуре . Пусть давление данной массы газа при  в данном объеме есть , а давление того же газа при температуре  есть . Приращение температуры есть ; следовательно, приращение давления равно  и искомое давление

.                                   (223.1)

Этой формулой можно пользоваться также и в том случае, если газ охлажден ниже ; при этом  будет иметь отрицательные значения. При очень низких температурах, когда газ приближается к состоянию сжижения, а также в случае сильно сжатых газов закон Шарля неприменим и формула (223.1) перестает быть годной.

223.1.Два одинаковых сосуда соединены с манометром, сделанным из узкой стеклянной трубки (рис. 377). Уровни ртути в коленах манометра одинаковы. Сосуды опускаются в банку с теплой водой, а) Что произойдет с положением ртути в манометре? Как изменится ответ, если: б) сосуды будут разного размера; в) один из сосудов будет наполнен азотом, а другой водородом; г) уровень ртути в правом колене до опускания сосудов в воду будет выше,  чем в левом?

Рис. 377. К упражнению 223.1

223.2. Некоторые типы электрических ламп накаливания наполняют смесью азота и аргона. При работе лампы газ в ней нагревается примерно до . Какое должно быть давление смеси газов при , если желательно, чтобы при работе лампы давление газа в ней не превышало атмосферного?

223.3. На манометрах ставится красная черта, указывающая предел, свыше которого увеличение давления газа опасно. При температуре  манометр показывает, что избыток давления газа над давлением наружного воздуха равен 120 атм. Будет ли достигнута красная черта при повышении температуры до  если красная черта стоит на 135 атм? Давление наружного воздуха принять равным 1 атм.

223.4. Предположим, что в некоторой стране условились считать начальным давление газа не при , а при . Чему в таком случае равнялся бы температурный коэффициент давления газов?