Definition von Gasgesetzen (von Boyle, Charles und kombiniert)

Boyles Gesetz

Der erste ist der Gesetz von Boyle, das die Beziehung zwischen Volumen und Druck eines Gases herstellt. In diesem Fall ist bekannt, dass die Beziehung zwischen beiden Variablen umgekehrt proportional ist: Wenn der Druck eines Gases steigt, nimmt sein Volumen proportional ab. Ebenso nimmt sein Volumen proportional zu, wenn der Druck abnimmt. Und es gilt auch: Steigt das Volumen, sinkt der Druck proportional und umgekehrt.

Dazu untersuchte Boyle das Verhalten von Gas in einem mit Quecksilber gefüllten "U"-Rohr, wobei ein Ende offen und das andere geschlossen war. Wenn Quecksilber über dem Niveau des geschlossenen Endes hinzugefügt wird, wird das Volumen des

Luft Das an diesem Ende eingeschlossene Material nimmt proportional zu der Quecksilberzugabe ab, die am anderen Ende Druck auf es ausübt.

Und Boyle beobachtete nicht nur den Trend, sondern quantifizierte diese Variationen und stellte fest, dass zum Beispiel, wenn a Wird ein Gas komprimiert, indem man sein Volumen um die Hälfte reduziert, wird der Druck auf das Doppelte erhöht Initial.

Daher können wir das Obige wie folgt ausdrücken:

P_ich. V_ich = P_F. V_F

Wobei "i" sich auf den Anfangszustand und "f" auf den Endzustand bezieht.

Es sei darauf hingewiesen, dass Boyle dieses Verhalten in Gase eingesperrt zu Temperatur konstant, also isotherm.

Charles Law

Das Charles-Gesetz definierte die Beziehung zwischen zwei anderen Variablen, der Temperatur und dem Volumen eines Gases. Auf diese Weise fand Charles die Verhältnismäßigkeit direkt, der zwischen der Temperatur und dem Volumen einer festen Gasmenge besteht, wenn diese bei konstantem Druck, also isobar ist.

Kehren wir zu einem Beispiel mit Merkur zurück. Nehmen wir an, ein Rohr hat an einem Ende eine Glühbirne und ist am anderen Ende zur Atmosphäre hin offen, auf diese Weise kann sich ein Quecksilberpfropfen darin bewegen. Nun ist der Gasdruck im Kolben immer gleich dem atmosphärischen und der Verschiebung Der Quecksilberpfropfen zeigt die Zunahme oder Abnahme des Gasvolumens an, wenn das Gas erhitzt oder abgekühlt wird.

Sehen wir uns ein selbstgebautes Beispiel an. Nehmen wir an, Sie haben einen aufgeblasenen Ballon und er ist einem Temperaturabfall ausgesetzt. Wir werden sehen, dass das Volumen des Ballons automatisch abnimmt. Wenn der Ballon wieder auf Temperatur ist Umgebung, wieder steigt die Temperatur und der Ballon dehnt sich aus. Daher wird die direkt proportionale Beziehung zwischen Temperatur und Volumen demonstriert. In diesem Fall erhöht sich beim Aufheizen des Ballons die Temperatur der Partikel im Inneren und die Kinetische Energie von ihnen auch. Dies führt zu einer Erhöhung der Stärke Sie üben auf die Wände des Ballons aus und der Ballon dehnt sich aus, ohne den Innendruck über den Anfangsdruck hinaus zu erhöhen.

Daher weist Charles darauf hin, dass das Volumen jedes Gases direkt proportional zu seiner Temperatur in Grad Kelvin ist, wenn der Druck konstant gehalten wird.

Kombiniertes Gasrecht

Zusammenfassend ist bekannt, dass das Volumen eines Gases umgekehrt proportional zu seinem Druck und direkt proportional zur Temperatur ist. Charles und Boyle untersuchten dieses Verhalten jedoch, indem sie einige der Variablen konstant hielten. Aus diesem Grund wird es als gleichermaßen gültig angesehen, eine der drei Variablen zu bestimmen, unabhängig davon, in welcher Reihenfolge die anderen beiden variieren. Das heißt, Sie können das Volumen eines Gases zuerst aus einer Druckänderung und dann aus einer Temperaturänderung abschätzen oder umgekehrt.

Dies impliziert, dass, wenn sich Druck und Temperatur in einem Gas ändern, beide Gesetze in gewisser Weise verwendet werden können unabhängig und außerdem ist das Volumen eines Gases bei konstanter Temperatur und konstantem Druck direkt proportional zur Anzahl der Gaspartikel.

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