Loi de Gay-Lussac

Représentation graphique de la loi de Gay-Lussac : à volume V constant, la pression P est proportionnelle à la température

La loi de Gay-Lussac stipule qu'à volume ${\displaystyle V}$ constant, la pression d'un gaz parfait est directement proportionnelle à la température absolue (exprimée en K), soit, pour une même quantité de gaz dans deux états 1 et 2 au même volume :

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

En prenant comme référence un gaz à la température ${\displaystyle T_{0}}$ et sous la pression ${\displaystyle P_{0}}$, on peut également écrire, si la température est exprimée par exemple en °C :

${\displaystyle P=P_{0}\cdot \left[1+\beta \cdot \left(T-T_{0}\right)\right]}$, où ${\displaystyle \beta }$ dépend de ${\displaystyle T_{0}}$.

On constate expérimentalement que le coefficient ${\displaystyle \beta }$, pour des volumes de plus en plus grands, tend vers une valeur universelle, indépendante du gaz et environ égale à 0,003 661 = 1/273,15, lorsque les températures sont exprimées en degré Celsius.

Le nom de loi de Gay-Lussac est également donné à la loi de Charles reliant le volume et la température à pression constante. La loi de Charles a en effet été énoncée pour la première fois par Louis Joseph Gay-Lussac en 1802, mais avait été découverte par Jacques Charles dès 1787. On réservera le nom de loi de Charles à la relation entre volume et température à pression constante et le nom de loi de Gay-Lussac à la relation entre pression et température à volume constant.