Dernière mise à jour : 2026-07-01

Comprendre la loi de Gay-Lussac

La loi de Gay-Lussac décrit comment la pression d’une quantité fixe de gas enfermé augmente lorsqu’on le chauffe et diminue lorsqu’on le refroidit, tant que le volume reste constant. C’est l’une des lois simples des gaz qui, ensemble, mènent à la loi des gaz parfaits, et elle explique une mise en garde bien connue : ne jamais chauffer un récipient scellé contenant du gaz.

La formule de la loi de Gay-Lussac

À volume constant, la pression d’un gaz est directement proportionnelle à sa température absolue. En réarrangeant la relation, on peut isoler celle des quatre grandeurs qui est inconnue :

Toujours utiliser la température absolue

La loi de Gay-Lussac est une proportion directe : elle n’est donc valable que sur une échelle de température qui commence à un vrai zéro. Les échelles Celsius et Fahrenheit placent leur zéro de façon arbitraire, si bien que les rapports pris sur elles n’ont aucun sens physique — chauffer un gaz de 10 °C à 20 °C ne double pas sa pression, même si le nombre en Celsius a doublé.

L’échelle Kelvin commence au zéro absolu (−273,15 °C), de sorte que doubler les kelvins revient à doubler réellement la pression. Convertissez chaque température en kelvin avant d’appliquer la loi : $T(\text{K}) = T(^{\circ}\text{C}) + 273{,}15$. Ce calculateur accepte les degrés Celsius ou Fahrenheit et effectue la conversion en kelvin avant de calculer le rapport.

Exemple résolu

Un récipient rigide et scellé contient du gaz à 100 kPa à 27 °C. Il est laissé en plein soleil et se réchauffe jusqu’à 77 °C. Quelle est la nouvelle pression intérieure, sachant que le volume ne peut pas changer ?

Convertissez d’abord les deux températures en kelvin : 27 °C = 300,15 K et 77 °C = 350,15 K. Appliquez ensuite la loi :

La pression monte à environ 116,7 kPa. Le rapport 350,15/300,15 vaut à peu près 1,17, donc la pression augmente d’environ 17 % — la même fraction que la hausse de la température absolue.

Où apparaît la loi de Gay-Lussac

• Les aérosols portent une mise en garde contre la chaleur, car chauffer le volume fixe intérieur augmente la pression jusqu’à faire éclater la bombe.
• Les pneus affichent une pression plus élevée après un long trajet sur autoroute, le frottement réchauffant l’air emprisonné.
• Une cocotte-minute monte en pression de vapeur parce que la marmite scellée enferme un volume fixe pendant que le contenu est chauffé.

Tout cela se produit à volume quasi constant, ce qui fait de la loi de Gay-Lussac la bonne description.

La loi de Gay-Lussac et les autres lois des gaz

La loi de Gay-Lussac est le cas particulier à volume constant de la loi des gaz combinée, $P_1 V_1 / T_1 = P_2 V_2 / T_2$. En posant $V_1 = V_2$, les termes de volume s’annulent et il reste $P_1/T_1 = P_2/T_2$. La loi de Boyle-Mariotte est le cas à température constante reliant pression et volume, et la loi de Charles le cas à pression constante reliant volume et température. Pour un problème où le volume change aussi, utilisez plutôt le Calcul de la loi combinée des gaz ; lorsqu’il vous faut une grandeur absolue comme la quantité de matière, employez le Calcul de la loi des gaz parfaits.