Seconda legge di Gay-Lussac
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La seconda legge di Gay-Lussac, afferma che in condizioni di volume costante, la pressione di un gas aumenta linearmente con la temperatura e prende il nome dal chimico-fisico francese Joseph Louis Gay Lussac (1778-1850), che la formulò nel 1802.
[modifica] Formulazione matematica e conseguenze fisiche
Indicando con P0 la pressione di un gas alla temperatura di 0°C e con P(T) la pressione ad una temperatura T>0, questa legge è espressa matematicamente dalla relazione
con T in °C
Il parametro α è detto coefficiente di espansione dei gas e vale per tutti i gas circa 3.663 
10-3 °C -1, pari a circa 1/273 °C -1. (Le dimensioni di α sono °C -1 perché il prodotto α T deve essere adimensionale).
α rappresenta quindi l'aumento relativo di pressione subito dal gas quando la sua temperatura aumenta di 1°C. Ad esempio, se la temperatura del gas aumenta da 0 a 100°C, la pressione del gas a 100°C è P(100) = P0(1+0.3663) =1.3663 P0; la pressione del gas aumenta cioè del 36% circa.
Se la temperatura viene ridotta a valori inferiori a 0°C, allora la pressione P(T) viene proporzionalmente ridotta; l'equazione prevede che essa si annulli in corrispondenza di una temperatura T=-1/α= -273.15 °C. Tale temperatura è detta zero assoluto. In realtà la maggior parte dei gas si liquefa prima di giungere a tale temperatura: l'azoto a -196 °C, l'idrogeno a -253°C.
L'elio tuttavia liquefa solo a -269 °C e segue la legge di Gay-Lussac più o meno fino a quella temperatura. Se si utilizza la scala assoluta di temperatura (scala kelvin), allora la seconda legge di Gay Lussac prende la forma più semplice:
con T in K.
La seconda legge di Gay-Lussac è sperimentalmente verificata per pressioni non troppo elevate e per temperature non troppo prossime alla temperatura di liquefazione del gas, ovvero quando il gas si comporta come un gas ideale.
[modifica] Sperimentazione
Si può verificare l'effetto della legge di Gay-Lussac utilizzando questa animazione Java interattiva:
- Aumentando la temperatura (cursore a sinistra), l'aumento della pressione del gas (=numero di urti delle particelle sullo stantuffo) causa l'innalzamento dello stantuffo, poiché la pressione che esso esercita è invece costante essendo dovuta semplicemente al suo peso.
