Verkkopalvelumme uudistuu
Uusi verkkopalvelumme julkaistaan 7.8.2017.
Lue lisää
Takaisin

Kaasulakien keksijöissä on monitulkintaisuutta

Fysiikan opinnoissa käsitellään erilaisia kaasulakeja, jotka on todistettu vuosisatoja sitten, mutta lakien keksijöiden nimityksissä esiintyy edelleen paljon sekaannuksia eikä ole harvinaista, että lait liitetään vääriin nimiin.

Sanoma Pron Fysiikka-sarjan tekijä Jukka Maalampi selventää, ketkä ovat oikeat henkilöt kunkin lain takana.

Kolme keskeistä kaasulakia

Kaasujen tilanyhtälöstä Sanoma-Pro-Kaasujen-tilanyhtaloseuraa kolme kaasulakia, kun yksi tilamuuttujista p (paine), V (tilavuus) ja T (lämpötila) on vuorollaan vakio. Nämä kaasulait ovat

  • painetilavuuslakiSanoma-Pro-painetilavuuslaki , kun lämpötila on vakio
  • tilavuuslämpötilalaki Sanoma-Pro-tilavuuslampotilalaki , kun paine on vakio.
  • painelämpötilalakiSanoma-Pro-painelampotilalaki , kun tilavuus on vakio

Lakeja on tapana kutsua paitsi suureisiin perustuvilla nimillä, kuten yllä, myös niiden keksijöitten nimillä. Ehkäpä lakeihin ei kannattaisi ollenkaan viitata henkilöiden nimillä, sehän on puhtaasti ulkoa opittavaa tietoa. Alla esiteltynä kaasulait ja henkilöt niiden takana.

Painetilavuuslaki (Boylen laki)

Painetilavuuslaki tunnetaan Boylen lakina. Englantilainen Robert Boyle osoitti lain kokeellisesti vuonna 1662 laitteella, jonka oli rakentanut Boylen assistentti Robert Hooke. Boyle osoitti, että vakiolämpötilassa ilman paine on kääntäen verrannollinen ilman tilavuuteen. Ranskalainen Edme Mariotte osoitti lain vuonna 1679 tietämättä Boylen varhaisemmasta tuloksesta. Keski-Euroopassa painetilavuuslakia kutsutaankin usein Mariotten laiksi tai Boylen-Mariotten laiksi.

Tilavuuslämpötilalaki (Charlesin laki)

Ranskalainen Jacques Charles osoitti vuonna 1787, että eri kaasut laajenevat yhtä paljon, kun niiden lämpötilaa kasvatetaan samalla määrällä. Hän käytti kokeissaan viittä samankokoista kaasupalloa, jotka hän täytti eri kaasuilla. Kaasupallot olivat Charlesille tuttuja, sillä hän oli kuumailmapallolentojen pioneeri. Charles ei julkaissut tuloksiaan. Vuonna 1802 toinen ranskalainen Joseph-Louis Gay-Lussac saattoi lain tarkemmilla mittauksilla varmemmalle pohjalle, ja hän varsinaisesti muotoili lain. Kirjoittamassaan julkaisussa hän kuitenkin antoi kunnian laista Charlesille. Tilavuuslämpötilalakia onkin tapana kutsua Charlesin laiksi. Sekaannusta aiheuttaa se, että varsinkin saksalaisessa kirjallisuudessa lakia kutsutaan usein Gay-Lussacin laiksi tai Charlesin-Gay-Lussacin laiksi.

Painelämpötilalaki (Gay-Lussacin laki)

Vuonna 1802 Gay-Lussac osoitti, että jos kaasun tilavuus pysyy vakiona, kaasun paine kasvaa lineaarisesti lämpötilan kasvaessa. Hän siis keksi painelämpötilalain, joka tunnetaan Gay-Lussacin lakina. Itse asiassa lain oli keksinyt jo paljon aikaisemmin 1600-luvun lopulla ranskalainen Guillame Amontons, ja sen takia painelämpötilalakia kutsutaan joskus myös Amontons’n laiksi. Amontonsilla ei tosin ollut käytettävissään kunnollista lämpömittaria, joten hänen tuloksensa olivat jossain määrin arvailua. Amontons tutki myös kitkaa ja osoitti tutut kitkaan liittyvät lait, kuten että kitka on verrannollinen pinnan tukivoimaan ja että kitka ei riipu hankaavien pintojen pinta-alasta. Näitä lakeja ei ole kuitenkaan tapana kutsua Amontonsin laeiksi – ja hyvä niin, sillä ne oli jo ennen häntä esittänyt Leonardo da Vinci.

Teksti: professori Jukka Maalampi, Fysiikan laitos, Jyväskylän yliopisto