Kaasulakien määritelmä (kirjoituksista Boyle, Charles ja Combined)

Boylen laki

Ensimmäinen on Laki Boyle, joka määrittää suhteen kaasun tilavuuden ja paineen välillä. Tässä tapauksessa tiedetään, että molempien muuttujien välinen suhde on kääntäen verrannollinen: jos kaasun paine kasvaa, sen tilavuus pienenee suhteessa. Vastaavasti, jos paine laskee, sen tilavuus kasvaa suhteessa. Ja on myös totta, että: jos tilavuus kasvaa, paine laskee suhteessa ja päinvastoin.

Tätä varten Boyle tutki kaasun käyttäytymistä elohopealla täytetyssä "U"-putkessa, jonka toinen pää oli auki ja toinen suljettuna. Kun elohopeaa lisätään suljetun pään tason yläpuolelle, tilavuus

ilmaa tuossa päässä loukkuun jäänyt määrä vähenee suhteessa elohopean lisäykseen, joka kohdistaa siihen painetta toisessa päässä.

Ja Boyle ei vain havainnut suuntausta, vaan myös kvantifioi ne vaihtelut ja havaitsi, että jos esim. kaasua puristetaan pienentämällä sen tilavuus puoleen, paine nostetaan kaksinkertaiseksi alkukirjain.

Siksi voimme ilmaista yllä olevan seuraavasti:

P_i. V_i = P_F. V_F

Missä "i" viittaa alkutilaan ja "f" lopputilaan.

On huomattava, että Boyle tutki tätä käyttäytymistä vuonna kaasut lukittuina lämpötila vakio, eli isotermisesti.

Charles laki

Charlesin laki tuli määrittelemään kahden muun muuttujan, lämpötilan ja kaasun tilavuuden, välisen suhteen. Tällä tavalla Charles löysi suhteellisuus suora, joka on lämpötilan ja kiinteän kaasumäärän tilavuuden välillä, jos tämä on vakiopaineessa, eli isobarisesti.

Palataanpa esimerkkiin Mercuryn kanssa. Oletetaan, että putki, jonka toisessa päässä on polttimo ja toisessa päässä ilmakehään, voi tällä tavalla liikkua elohopeatulppa sen sisällä. Nyt kaasun paine polttimon sisällä on aina yhtä suuri kuin ilmakehän paine ja siirtymä Elohopeatulppa osoittaa kaasun tilavuuden lisääntymisen tai pienenemisen kaasun kuumennettaessa tai jäähtyessä.

Katsotaanpa kotitekoista esimerkkiä, oletetaan, että sinulla on ilmapallo ja se on alttiina lämpötilan laskulle, niin näemme, että ilmapallo alkaa automaattisesti pienentyä. Kun ilmapallo palautetaan lämpötilaan ympäristöön, taas lämpötila nousee ja ilmapallo laajenee. Siksi on osoitettu suoraan verrannollinen suhde, joka vallitsee lämpötilan ja tilavuuden välillä. Tässä tapauksessa ilmapallon lämmetessä sisällä olevien hiukkasten lämpötila nousee ja Kineettinen energia heistä myös tekee. Tämä saa aikaan kasvun vahvuus Ne vaikuttavat pallon seiniin ja ilmapallo laajenee lisäämättä sisäistä painetta alkuperäisen paineen yläpuolelle.

Siksi Charles huomauttaa, että minkä tahansa kaasun tilavuus on suoraan verrannollinen sen lämpötilaan Kelvin-asteina, jos paine pidetään vakiona.

Yhdistetty kaasulaki

Yhteenvetona tiedetään, että kaasun tilavuus on kääntäen verrannollinen sen paineeseen ja suoraan verrannollinen lämpötilaan. Charles ja Boyle kuitenkin tutkivat näitä käyttäytymismalleja pitämällä osan muuttujista vakioina. Tämän vuoksi katsotaan yhtä päteviksi määrittää yksi kolmesta muuttujasta riippumatta siitä, missä järjestyksessä kaksi muuta muuttuvat. Eli voit ensin arvioida kaasun tilavuuden paineen muutoksesta ja sitten lämpötilan muutoksesta tai päinvastoin.

Tämä tarkoittaa, että kun paine ja lämpötila muuttuvat kaasussa, molempia lakeja voidaan käyttää tavallaan riippumaton ja lisäksi kaasun tilavuus vakiolämpötilassa ja paineessa on suoraan verrannollinen lukumäärään kaasuhiukkasia.

Kaasulakien aiheita (Boyle, Charles ja Combined)