Газовые законы - как много в этом звуке, для сердца учёного слилось... В 1662 году англичанин Роберт Бойль и в 1676 году француз Эдмон Мариотт независимо друг от друга получили первый газовый закон: при постоянной температуре объём воздуха в закрытом сосуде обратно пропорционален давлению воздуха, производимого на стенки сосуда. Зависимость давления от объёма можно изобразить графически и такой график называется изотермой. Изотерма выглядит как гипербола, однако ещё сам Бойль обратил внимание на то, что его изотермы слегка непохожи на гиперболы, но не придал этому значения и списал все на погрешности измерений.
Причем если в одних и тех же координатных осях изобразить несколько изотерм, соответствующих процессам при разной температуре, то располагаться они будут на разной высоте: выше температура - выше график. Этот факт привёл к открытию второго газового закона (не по учебнику, а в историческом порядке) -закона Шарля. В 1787 году французский учёный А. Шарль установил: объём газа при постоянном давлении пропорционален его температуре.
Англичанин Джон Дальтон пришёл к выводу, что все те газы, которые он изучал (кислород, водород, азот и углекислый газ) – при нагревании расширяются одинаково. А уже француз Жозеф Гей-Люссак придал открытию Дальтона количественную форму. При тепловом расширении при одинаковом повышении температуры все газы увеличивают свой объем примерно на 1/267 долю первоначального объёма, если повышать температуру на 1⁰ в интервале от температуры таяния льда до температуры кипения воды. Более точные измерения впоследствии изменили эту долю с 1/267 до 1/273.
В середине 19 века Бенуа Клайперон объединяет законы Бойля - Мариотта, Шарля и Гей-Люссака в единый газовый закон, в котором произведение давления газа на его объём прямо пропорционально температуре и коэффициентом пропорциональности служит универсальная газовая постоянная, единая для всех веществ.
В известных шкалах для определения температуры – Цельсия, Реомюра, Фаренгейта берется две опорные (реперные) точки: одна как точка температуры плавления некоторого вещества, вторая как точка значения температуры кипения этого вещества. То есть, по сути, они построены для жидкостей.
А в законе Клайперона температура – это температура газового термометра, температура газа. И тут учёные проследили то, что произойдет если температура будет понижаться. Получается при снижении температуры на каждый градус объём газа будет уменьшаться на 1/273. И мы можем достигнуть такой температуры, при которой объём газа будет равен нулю, то есть весь газ соберётся в точку. Ну то есть после этого значения само понятие температуры газа теряет смысл. И такую температуру английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) предложил назвать абсолютным нулём температуры.
Так в физике появилось важнейшее понятие абсолютного нуля температуры. Родившись из закона Гей-Люссака, оно постепенно приобрело глубочайший фундаментальный смысл, распространившись на все вещество.