Loi de Charles

La loi de Charles, du nom du physicien, chimiste et inventeur français Jacques Charles, est l'une des lois de la thermodynamique constituant la loi des gaz parfaits.

Énoncé

Animation montrant la relation entre température et volume lorsque la pression est maintenue constante.

La loi de Charles stipule qu'à pression $P$ constante, le volume d'un gaz parfait est directement proportionnel à la température absolue (exprimée en kelvins), soit, pour une même quantité de gaz dans deux états 1 et 2 à la même pression :

${\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}$

On peut également écrire :

$V=V_{0}.\left[1+\alpha .\left(T-T_{0}\right)\right]$, où $\alpha$ dépend de $P$.

Cette loi n'est pas valable aux « hautes » pressions. Mais on constate que, lorsque la pression $P$ tend vers zéro, $\alpha$ tend vers une valeur universelle, indépendante du gaz, environ égale à 0,003,661 = 1/273,15, lorsque les températures sont exprimées en degré Celsius.

Histoire des sciences

La loi a été publiée pour la première fois par Louis Joseph Gay-Lussac en 1802, mais elle avait été découverte par Jacques Charles dès 1787. Cette loi peut donc occasionnellement être appelée loi de Gay-Lussac. Néanmoins, le nom de loi de Gay-Lussac est plutôt réservé à la formule reliant pression et température d'un gaz parfait à volume constant.

Voir aussi

Bibliographie

• Danielle Baeyens-Volant, Pascal Laurent et Nathalie Warzée, Chimie générale : Exercices et méthodes, Dunod, 2019, 384 p. (ISBN 9782100802722, lire en ligne), p. 189.
• Michel Lagière, Physique industrielle des fluides : Notions fondamentales et applications numériques, Éditions Technip, 1996 (ISBN 2710807017, lire en ligne), p. 122.

Liens externes

• Loi de Charles sur le site Bibliothèque virtuelle Allô Prof.