Ορισμός των νόμων για το αέριο (από τους Boyle, Charles και Combined)

Νόμος του Μπόιλ

Το πρώτο είναι το Νόμος του Boyle που καθιερώνει τη σχέση μεταξύ όγκου και πίεσης ενός αερίου. Σε αυτή την περίπτωση, είναι γνωστό ότι η σχέση μεταξύ των δύο μεταβλητών είναι αντιστρόφως ανάλογη: εάν η πίεση ενός αερίου αυξάνεται, ο όγκος του μειώνεται αναλογικά. Ομοίως, εάν η πίεση μειωθεί, ο όγκος της αυξάνεται αναλογικά. Και είναι επίσης αλήθεια ότι: αν αυξηθεί ο όγκος, η πίεση μειώνεται αναλογικά και το αντίστροφο.

Για να γίνει αυτό, ο Boyle μελέτησε τη συμπεριφορά του αερίου σε ένα σωλήνα "U" γεμάτο με υδράργυρο, με το ένα άκρο ανοιχτό και το άλλο κλειστό. Όταν ο υδράργυρος προστίθεται πάνω από το επίπεδο του κλειστού άκρου, ο όγκος του

αέρας που παγιδεύεται σε αυτό το άκρο μειώνεται αναλογικά με την προσθήκη υδραργύρου που του ασκεί πίεση στο άλλο άκρο.

Και ο Boyle όχι μόνο παρατήρησε την τάση, αλλά ποσοτικοποίησε αυτές τις παραλλαγές, ανακαλύπτοντας ότι, για παράδειγμα, εάν ένα ένα αέριο συμπιέζεται μειώνοντας τον όγκο του στο μισό, η πίεση θα αυξηθεί στο διπλάσιο αρχικός.

Επομένως, μπορούμε να εκφράσουμε τα παραπάνω ως εξής:

Π_Εγώ. V_Εγώ = Π_φά. V_φά

Όπου το "i" αναφέρεται στην αρχική κατάσταση και το "f" στην τελική κατάσταση.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο Boyle μελέτησε αυτή τη συμπεριφορά στο αέρια κλειδωμένος μέχρι θερμοκρασία σταθερά, δηλαδή ισοθερμικά.

Τσαρλς Λο

Ο νόμος του Καρόλου έφτασε να ορίσει τη σχέση μεταξύ δύο άλλων μεταβλητών, της θερμοκρασίας και του όγκου ενός αερίου. Με αυτόν τον τρόπο, ο Κάρολος βρήκε το αναλογικότητα άμεση που υπάρχει μεταξύ της θερμοκρασίας και του όγκου μιας σταθερής ποσότητας αερίου, αν αυτή βρίσκεται σε σταθερή πίεση, δηλαδή ισοβαρικά.

Ας επιστρέψουμε σε ένα παράδειγμα με τον Ερμή. Ας υποθέσουμε ότι ένας σωλήνας έχει μια λάμπα στο ένα άκρο και είναι ανοιχτός στην ατμόσφαιρα στο άλλο άκρο, με αυτόν τον τρόπο, ένα βύσμα υδραργύρου μπορεί να κινηθεί μέσα του. Τώρα, η πίεση του αερίου μέσα στον λαμπτήρα είναι πάντα ίση με την ατμοσφαιρική και την μετατόπιση Το βύσμα υδραργύρου θα υποδεικνύει την αύξηση ή τη μείωση του όγκου αερίου καθώς το αέριο θερμαίνεται ή ψύχεται.

Ας δούμε ένα σπιτικό παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα φουσκωμένο μπαλόνι και εκτίθεται σε μείωση της θερμοκρασίας, θα δούμε ότι το μπαλόνι αρχίζει αυτόματα να μειώνεται σε όγκο. Όταν το μπαλόνι επανέλθει σε θερμοκρασία περιβάλλον, πάλι η θερμοκρασία ανεβαίνει και το μπαλόνι διαστέλλεται. Επομένως, αποδεικνύεται η ευθέως αναλογική σχέση που υπάρχει μεταξύ θερμοκρασίας και όγκου. Σε αυτή την περίπτωση, όταν το μπαλόνι θερμαίνεται, η θερμοκρασία των σωματιδίων στο εσωτερικό αυξάνεται και η Κινητική ενέργεια από αυτούς επίσης κάνει. Αυτό προκαλεί αύξηση σε δύναμη Ασκούν στα τοιχώματα του μπαλονιού και το μπαλόνι διαστέλλεται χωρίς να αυξάνει την εσωτερική πίεση πέρα ​​από την αρχική πίεση.

Επομένως, ο Charles επισημαίνει ότι ο όγκος οποιουδήποτε αερίου είναι ευθέως ανάλογος με τη θερμοκρασία του σε βαθμούς Kelvin, εάν η πίεση διατηρείται σταθερή.

Συνδυασμένος νόμος αερίων

Ανακεφαλαιώνοντας, είναι γνωστό ότι ο όγκος ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογος της πίεσής του και ευθέως ανάλογος της θερμοκρασίας. Ωστόσο, ο Charles και ο Boyle μελέτησαν αυτές τις συμπεριφορές διατηρώντας κάποιες από τις μεταβλητές σταθερές. Εξαιτίας αυτού, θεωρείται εξίσου έγκυρος ο προσδιορισμός μιας από τις τρεις μεταβλητές ανεξάρτητα από τη σειρά με την οποία μεταβάλλονται οι άλλες δύο. Δηλαδή, μπορείτε πρώτα να υπολογίσετε τον όγκο ενός αερίου από μια αλλαγή πίεσης και μετά από μια αλλαγή θερμοκρασίας ή το αντίστροφο.

Αυτό σημαίνει ότι, όταν η πίεση και η θερμοκρασία αλλάζουν σε ένα αέριο, και οι δύο νόμοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά κάποιο τρόπο ανεξάρτητο και επιπλέον, ο όγκος ενός αερίου σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση είναι ευθέως ανάλογος με τον αριθμό των σωματίδια αερίου.

Θέματα στους νόμους του αερίου (από τους Boyle, Charles και Combined)