Gaasiseaduste määratlus (Boyle, Charles ja Combined)

Candela Rocío Barbisan | dets. 2021
Keemiainsener

Boyle'i seadus

Esimene neist on Seadus Boyle, mis määrab seose gaasi ruumala ja rõhu vahel. Sel juhul on teada, et seos mõlema muutuja vahel on pöördvõrdeline: kui gaasi rõhk suureneb, väheneb selle maht proportsionaalselt. Samamoodi, kui rõhk väheneb, suureneb selle maht proportsionaalselt. Ja tõsi on ka see, et kui maht suureneb, väheneb rõhk proportsionaalselt ja vastupidi.

Selleks uuris Boyle gaasi käitumist Merkuuriga täidetud "U" torus, mille üks ots oli avatud ja teine ​​suletud. Kui elavhõbedat lisatakse suletud otsa tasemest kõrgemale, on helitugevus õhku selles otsas lõksu jäänud väärtus väheneb proportsionaalselt elavhõbeda lisamisega, mis avaldab sellele teises otsas survet.

Ja Boyle mitte ainult ei jälginud trendi, vaid kvantifitseeris need variatsioonid, avastades, et näiteks kui Kui gaas surutakse kokku, vähendades selle mahtu poole võrra, siis rõhk tõuseb kahekordseks esialgne.

Seetõttu võime ülaltoodut väljendada järgmiselt:

P_i. V_i = P_F. V_F

Kus "i" viitab algolekule ja "f" lõppolekule.

Tuleb märkida, et Boyle uuris seda käitumist aastal gaasid kuni lukus temperatuuri konstantne, st isotermiline.

Charlesi seadus

Charlesi seadus määras seose kahe teise muutuja, temperatuuri ja gaasi ruumala vahel. Sel viisil leidis Charles proportsionaalsus otsene, mis eksisteerib temperatuuri ja kindla gaasikoguse ruumala vahel, kui see on konstantsel rõhul, st isobaariliselt.

Tuleme tagasi näite juurde Mercuryga. Oletame, et toru, mille ühes otsas on pirn ja teisest otsast õhku avatud, saab selle sees elavhõbedakork liikuda. Nüüd on pirni sees olev gaasirõhk alati võrdne atmosfääri- ja nihe Elavhõbeda pistik näitab gaasi mahu suurenemist või vähenemist gaasi kuumutamisel või jahutamisel.

Vaatame omatehtud näidet, oletame, et teil on täispuhutud õhupall ja see puutub kokku temperatuuri langusega, siis näeme, et õhupalli maht hakkab automaatselt vähenema. Kui õhupall on temperatuurini tagasi viidud keskkond, jälle temperatuur tõuseb ja õhupall paisub. Seetõttu demonstreeritakse otseselt proportsionaalset seost temperatuuri ja mahu vahel. Sellisel juhul tõuseb õhupalli kuumenemisel sees olevate osakeste temperatuur ja Kineetiline energia neist ka teeb. See toob kaasa tõusu tugevus Need mõjutavad õhupalli seinu ja õhupall paisub, suurendamata siserõhku esialgsest rõhust kõrgemale.

Seetõttu juhib Charles tähelepanu sellele, et kui rõhku hoitakse konstantsena, on iga gaasi maht otseselt võrdeline selle temperatuuriga Kelvini kraadides.

Kombineeritud gaasiseadus

Kokkuvõtteks on teada, et gaasi maht on pöördvõrdeline selle rõhuga ja otseselt võrdeline temperatuuriga. Kuid Charles ja Boyle uurisid seda käitumist, hoides mõned muutujad konstantsena. Seetõttu peetakse kolmest muutujast ühe määramist võrdselt kehtivaks, olenemata sellest, millises järjekorras ülejäänud kaks muutuvad. See tähendab, et saate esmalt hinnata gaasi mahtu rõhu muutuse ja seejärel temperatuuri muutuse põhjal või vastupidi.

See tähendab, et rõhu ja temperatuuri muutumisel gaasis saab mõlemat seadust teatud viisil kasutada sõltumatu ja pealegi on gaasi maht konstantsel temperatuuril ja rõhul otseselt võrdeline nende arvuga gaasiosakesed.