🪲 盖-吕萨克定律计算器

盖-吕萨克定律由法国化学家 Joseph Louis Gay-Lussac 于 1809 年提出，描述在定容下，固定量气体的压力与绝对温度之间的正比关系。公式为 P₁ / T₁ = P₂ / T₂，温度必须使用开尔文。当轮胎在炎热天气下压力升高，或压力锅加热时累积蒸气压力，都是盖-吕萨克定律在解释其中的物理原理。

这个计算器专为化学学生、汽车技师、工程师以及任何研究热力学的人设计。输入初始压力（P₁）、初始温度（T₁）、最终压力（P₂）、最终温度（T₂）四个值中的任意三个，计算器就会返回第四个。温度必须以开尔文输入。

计算器套用 P₁ / T₁ = P₂ / T₂。若已知 P₁、T₁ 和 P₂，则求出 T₂ = (P₂ × T₁) / P₁。若已知 P₁、T₁ 和 T₂，则求出 P₂ = (P₁ × T₂) / T₁。

下表演示一个密闭容器中，1 atm、273 K 的气体压力如何随温度变化：

注意 P / T 的比值始终维持在 0.00366 atm/K，这正是盖-吕萨克定律的核心——压力与绝对温度成正比。

1. 将所有温度换算为开尔文（K = °C + 273.15）。
2. 输入 P₁、T₁、P₂、T₂ 中的任意三个（T 值须为开尔文）。
3. 将第四个字段留空——那就是要计算的项目。
4. 按下计算按钮。
5. 检视结果，确认其符合物理直觉（较高的 T → 较高的 P）。

为什么轮胎压力会随温度变化？

汽车轮胎本质上是一个定容容器。当内部空气升温（来自行驶摩擦或高温路面），分子运动加快并更剧烈地撞击轮胎壁，使压力等比例上升——这正是盖-吕萨克定律所预测的现象。温度每升高 10 °C，轮胎压力约上升 1 psi。

温度必须使用开尔文吗？

是的。盖-吕萨克定律使用正比关系（P ∝ T），仅在绝对温度下成立。摄氏和华氏有任意的零点，其比值会产生错误结果。请使用 K = °C + 273.15。

在绝对零度时压力会怎样？

盖-吕萨克定律预测压力在 0 K（−273.15 °C）时降为零。实际上，所有气体在到达此温度前就会凝结成液体或固体，因此定律不再适用。绝对零度是分子运动停止的理论极限。

可以用于压力锅计算吗？

大约可以。密封的压力锅体积大致恒定。加热内部的水会产生蒸气，使温度和压力同时升高。不过，液态水和蒸气的存在使纯气体定律复杂化——实际压力锅的行为也取决于蒸气压。

为什么喷雾罐上标示「请勿焚烧」？

喷雾罐是一个密封的定容容器。加热时，内部气体压力随温度等比例上升（盖-吕萨克定律）。温度够高时，压力会超过罐体的破裂强度而导致爆炸。

在极高压力下也适用吗？

盖-吕萨克定律对理想气体完全精确。实际气体在极端压力下，分子间作用力和分子体积变得显著时会偏离。对大多数实际情境（轮胎、压力锅、气象），偏差可以忽略不计。

使用盖-吕萨克定律前，请务必将温度换算为开尔文。K = °C + 273.15，或 K = (°F − 32) × 5/9 + 273.15。此定律假设体积恒定且气体量固定。若体积会变化（例如可膨胀的容器），请改用理想气体定律计算器。以汽车轮胎压力为例，一个冷胎时 32 psi 的轮胎（假设 20 °C = 293 K），在高速行驶使胎温升至 50 °C（323 K）后，压力约升至 35–36 psi。压力锅利用盖-吕萨克定律的原理：将水密封在固定体积中加热至 120 °C，内部压力会升至约 2 atm，从而加速烹饪。