Закон Шарля

Давление некоторой массы газа при нагревании на 1° C в неизменном объёме увеличивается на ¹/₂₇₃ часть давления при 0° C^[1].

Этот закон справедлив постольку, поскольку температура является мерой средней кинетической энергии вещества. Если кинетическая энергия газа увеличивается, его частицы сталкиваются со стенками сосуда на большей скорости, тем самым передавая стенке больший импульс и создавая более высокое давление.

Математическое выражение закона^[1]:

${\displaystyle p=p_{0}{\biggl (}1+{{t} \over {273}}{\biggr )}}$,

где

${\displaystyle p}$ — давление газа при температуре ${\displaystyle t}$;

${\displaystyle p_{0}}$— давление газа при температуре 0 °C.

Закон имеет особенно простой математический вид, если температура измеряется по абсолютной шкале, например, в кельвинах^[2]:

${\displaystyle \qquad P\sim {T}}$,

или

${\displaystyle {\frac {P}{T}}=k}$,

где:

P — давление газа,

T — температура газа по абсолютной шкале,

k — константа.

Для сопоставления параметров того же количества вещества в разных состояниях закон можно записать в виде пропорции:

${\displaystyle {\frac {P_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}}{T_{2}}}}$ или ${\displaystyle {P_{1}}{T_{2}}={P_{2}}{T_{1}}.}$

Закон Гей-Люссака, закон Шарля и закон Бойля — Мариотта вместе образуют объединённый газовый закон. В сочетании с законом Авогадро эти три газовых закона обобщаются до уравнения состояния идеального газа.

Температурный коэффициент давления ¹/₂₇₃ ¹/_°C не остаётся постоянным в широком диапазоне температур при отсчёте по ртутному термометру. При температурах, когда газ приближается к состоянию сжижения, и для сильно сжатых газов, закон Шарля неприменим^[1].