Definizione delle leggi sui gas (da Boyle, Charles e Combined)

Legge di Boyle

Il primo è il Legge di Boyle che stabilisce la relazione tra volume e pressione di un gas. In questo caso è noto che la relazione tra le due variabili è inversamente proporzionale: se la pressione di un gas aumenta, il suo volume diminuisce proporzionalmente. Allo stesso modo, se la pressione diminuisce, il suo volume aumenta proporzionalmente. Ed è anche vero che: se il volume aumenta, la pressione diminuisce proporzionalmente e viceversa.

Per fare questo, Boyle ha studiato il comportamento del gas in un tubo a "U" riempito di mercurio, con un'estremità aperta e l'altra chiusa. Quando Mercurio viene aggiunto al di sopra del livello dell'estremità chiusa, il volume del

aria intrappolato a quell'estremità diminuisce proporzionalmente all'aggiunta di mercurio che esercita pressione su di esso all'altra estremità.

E Boyle non solo ha osservato il trend, ma ha quantificato quelle variazioni, scoprendo che, ad esempio, se a un gas viene compresso dimezzando il suo volume, la pressione sarà aumentata al doppio del iniziale.

Pertanto, possiamo esprimere quanto sopra come segue:

P_io. V_io = P_F. V_F

Dove "i" si riferisce allo stato iniziale e "f" allo stato finale.

Va notato che Boyle ha studiato questo comportamento in gas rinchiuso a temperatura costante, cioè isoterma.

Carlo Legge

La legge di Charles arrivò a definire la relazione tra altre due variabili, la temperatura e il volume di un gas. In questo modo, Charles ha trovato il proporzionalità diretta che esiste tra la temperatura e il volume di una quantità fissa di un gas, se questo è a pressione costante, cioè isobaricamente.

Torniamo ad un esempio con Mercurio. Supponiamo che un tubo che abbia un bulbo ad una estremità e sia aperto all'atmosfera all'altra estremità, in questo modo un tappo di mercurio può muoversi al suo interno. Ora, la pressione del gas all'interno del bulbo è sempre uguale a quella atmosferica e il Dislocamento Il tappo di mercurio indicherà l'aumento o la diminuzione del volume del gas quando il gas viene riscaldato o raffreddato.

Vediamo un esempio fatto in casa, supponiamo di avere un palloncino gonfiato ed è esposto ad una diminuzione della temperatura, vedremo che il palloncino inizia automaticamente a diminuire di volume. Quando il palloncino torna in temperatura ambiente, di nuovo la temperatura sale e il pallone si espande. Pertanto, viene dimostrata la relazione direttamente proporzionale che esiste tra temperatura e volume. In questo caso, quando il palloncino si riscalda, la temperatura delle particelle all'interno aumenta e il Energia cinetica di loro fa anche. Questo produce un aumento di forza Esercitano sulle pareti del palloncino e il palloncino si espande senza aumentare la pressione interna oltre la pressione iniziale.

Pertanto, Charles sottolinea che il volume di qualsiasi gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura in gradi Kelvin se la pressione viene mantenuta costante.

Legge del gas combinato

Ricapitolando, è noto che il volume di un gas è inversamente proporzionale alla sua pressione e direttamente proporzionale alla temperatura. Tuttavia, Charles e Boyle hanno studiato questi comportamenti mantenendo alcune delle variabili costanti. Per questo motivo si considera ugualmente valido determinare una delle tre variabili indipendentemente dall'ordine in cui variano le altre due. Cioè, puoi prima stimare il volume di un gas da una variazione di pressione e poi da una variazione di temperatura, o viceversa.

Ciò implica che, quando la pressione e la temperatura cambiano in un gas, entrambe le leggi possono essere utilizzate in un modo indipendente ed inoltre il volume di un gas a temperatura e pressione costanti è direttamente proporzionale al numero di particelle di gas.

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