Định luật Gay-Lussac (Định luật Gay Luy-xác): Đối với lượng khí lí tưởng xác định của một hệ khép kín, trong quá trình biến đổi trạng thái với thông số áp suất không đổi thể tích biến đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

1/ Thí nghiệm Định luật Gay-Lussac
Thí nghiệm vật lí 1:
Dụng cụ thí nghiệm: một lượng khí xác định được giam trong một quả bóng bàn kín bị móp méo.
Tiến hành thí nghiệm: bỏ quả bóng bàn vào trong một nồi nước và bắt đầu đun nóng

Quả bóng tự phồng to tròn trở lại sau một khoảng thời gian đun nóng
Quan sát thí nghiệm ta thấy quả bóng bàn móp méo tự căng phồng trở lại sau khoảng thời gian tăng nhiệt độ bằng cách đun nóng nồi nước.

Giải thích thí nghiệm vật lí trên:
Theo thuyết động học phân tử chất khí, khi nhiệt độ tăng thì các phân tử chất khí bên trong quả bóng bàn di chuyển nhanh hơn gia tăng sức ép lên thành bên trong quả bóng bàn, sức ép này gây ra áp lực làm cho quả bóng bàn từ đang móp méo phồng to tròn trở lại (tăng thể tích) => khi nhiệt độ tăng thì thể tích của lượng khí xác định tăng.

Thí nghiệm vật lí 2:
Đung nóng một lượng khí xác định bên trong một chiếc thùng sau đó làm lạnh nhanh bằng nước đá và nước lạnh
Thí nghiệm vật lí chứng tỏ sức mạnh của áp suất khí quyển
Ta thấy chiếc thùng bị móp méo lại => thể tích khí bên trong chiếc thùng giảm => thể tích của lượng khí xác định giảm khi nhiệt độ giảm.

Giải thích hiện tượng vật lí trên:
Lượng khí nóng bên trong chiếc thùng bị làm lạnh đột ngột khiến áp suất bên trong chiếc thùng giảm nhanh, sự trênh lệch áp suất của chất khí bên trong thùng và không khí bên ngoài thùng gây ra áp lực nén mạnh lên thành thùng khiến nó bị móp méo lại.

Kết luận: đối với một lượng khí xác định thể tích biến đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

Bằng cách bố trí thí nghiệm và các dụng cụ đo chính xác, đồng thời giữ cho áp suất không đổi nhà vật lí học Joseph Louis Gay-Lussac (1778 - 1850) người Pháp đã tìm ra định luật nói lên mối liên hệ giữa biến thiên thể tích và nhiệt độ tuyệt đối khi áp suất không đổi, định luật vật lí đó sau này được đặt theo tên của ông.

Chân dung nhà vật lí học Gay-Lussac và mô hình thí nghiệm Định luật Gay-Lussac​

Nội dung Định luật Gay-Lussac
Thể tích của một lượng khí lí tưởng xác định (V) biến đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối (T) của lượng khí đó khi áp suất không đổi.
Các công thức của Định luật Gay-Lussac

V ∼ T
\[\dfrac{V_{1}}{T_{1}}=\dfrac{V_{2}}{T_{2}}=...=\dfrac{V_{n}}{T_{n}}\]
\[\dfrac{V}{T}\]=hằng số​

Trong đó:

• V: thể tích của lượng khí xác định
  
• T: nhiệt độ tuyệt đối của lượng khí

Lưu ý: Định luật Gay-Lussac là định luật được xây dựng từ thực nghiệm chỉ nghiệm đúng với khí lí tưởng, tuy nhiên trong thực tế nếu không cần đến sự chính xác tuyệt đối trong khi giải các bài tập vật lí liên quan ta tạm coi Định luật Gay-Lussac đúng với cả khí thực.

2/ Đường đẳng áp:
Đường đẳng áp là đường biểu diễn sự phụ thuộc của thể tích vào nhiệt độ. Trong hệ tọa độ (V,T) đường đẳng áp là đường thẳng kéo dài đi qua gốc tọa độ.
Hình minh họa đường đẳng áp trong các hệ trục tọa độ khác nhau. Đường đẳng áp được vẽ từ thực nghiệm

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lí lớp 10 chương chất khí

nguồn vật lí trực tuyến