გაზის კანონების განმარტება (ბოილიდან, ჩარლზიდან და კომბინირებულიდან)

კანდელა როციო ბარბისანი | დეკ. 2021
ქიმიური ინჟინერი

ბოილის კანონი

პირველი არის Კანონი ბოილი, რომელიც ადგენს კავშირს გაზის მოცულობასა და წნევას შორის. ამ შემთხვევაში ცნობილია, რომ ორივე ცვლადს შორის ურთიერთობა უკუპროპორციულია: თუ გაზის წნევა იზრდება, მისი მოცულობა პროპორციულად მცირდება. ანალოგიურად, თუ წნევა მცირდება, მისი მოცულობა პროპორციულად იზრდება. და ასევე მართალია: თუ მოცულობა იზრდება, წნევა პროპორციულად იკლებს და პირიქით.

ამისთვის ბოილმა შეისწავლა გაზის ქცევა "U" მილში, რომელიც სავსეა მერკურიით, ერთი ბოლო ღია იყო, მეორე კი დახურული. როდესაც მერკური ემატება დახურული ბოლოს დონეს ზემოთ, მოცულობა საჰაერო ამ ბოლოში დაჭერილი მცირდება ვერცხლისწყლის დანამატის პროპორციულად, რომელიც ახდენს მასზე ზეწოლას მეორე ბოლოში.

და ბოილი არა მხოლოდ აკვირდებოდა ტენდენციას, არამედ რაოდენობრივად აფასებდა ამ ვარიაციებს და აღმოაჩინა, რომ, მაგალითად, თუ გაზი შეკუმშულია მისი მოცულობის განახევრებით, წნევა გაიზრდება ორჯერ საწყისი.

მაშასადამე, ზემოთქმული შეგვიძლია გამოვხატოთ შემდეგნაირად:

პ_მე. ვ_მე = პ_ფ. ვ_ფ

სადაც "i" ეხება საწყის მდგომარეობას და "f" საბოლოო მდგომარეობას.

უნდა აღინიშნოს, რომ ბოილმა ეს ქცევა შეისწავლა გაზები ჩაკეტილი ტემპერატურა მუდმივი, ანუ იზოთერმული.

ჩარლზ ლოუ

ჩარლზის კანონი მოვიდა, რათა განესაზღვრა ურთიერთობა ორ სხვა ცვლადს, ტემპერატურასა და გაზის მოცულობას შორის. ამ გზით ჩარლზმა იპოვა პროპორციულობა პირდაპირი, რომელიც არსებობს გაზის ფიქსირებული რაოდენობის ტემპერატურასა და მოცულობას შორის, თუ ის მუდმივ წნევაზეა, ანუ იზობარულად.

დავუბრუნდეთ მერკურის მაგალითს. დავუშვათ, მილი, რომელსაც ერთ ბოლოში აქვს ნათურა, ხოლო მეორე ბოლოში ღიაა ატმოსფეროსთვის, ამ გზით, მასში ვერცხლისწყლის საცობი შეიძლება გადაადგილდეს. ახლა, ნათურის შიგნით გაზის წნევა ყოველთვის ტოლია ატმოსფერული და გადაადგილება ვერცხლისწყლის დანამატი მიუთითებს გაზის მოცულობის გაზრდაზე ან შემცირებაზე გაზის გაცხელების ან გაგრილებისას.

ვნახოთ ხელნაკეთი მაგალითი, დავუშვათ, რომ თქვენ გაქვთ გაბერილი ბუშტი და ის ექვემდებარება ტემპერატურის შემცირებას, დავინახავთ, რომ ბუშტი ავტომატურად იწყებს მოცულობის შემცირებას. როდესაც ბუშტი დააბრუნებს ტემპერატურას გარემო, ისევ მატულობს ტემპერატურა და ბუშტი ფართოვდება. ამრიგად, ნაჩვენებია პირდაპირპროპორციული ურთიერთობა, რომელიც არსებობს ტემპერატურასა და მოცულობას შორის. ამ შემთხვევაში, როდესაც ბუშტი თბება, შიგნით ნაწილაკების ტემპერატურა იზრდება და Კინეტიკური ენერგია მათგან ასევე აკეთებს. ეს იწვევს ზრდას ძალა ისინი მოქმედებენ ბუშტის კედლებზე და ბუშტი ფართოვდება შიდა წნევის გაზრდის გარეშე საწყისი წნევის მიღმა.

ამიტომ ჩარლზი აღნიშნავს, რომ ნებისმიერი გაზის მოცულობა პირდაპირპროპორციულია მისი ტემპერატურისა კელვინის გრადუსებში, თუ წნევა მუდმივია.

გაზის კომბინირებული კანონი

შეჯამებით, ცნობილია, რომ გაზის მოცულობა უკუპროპორციულია მის წნევაზე და პირდაპირპროპორციულია ტემპერატურისა. თუმცა, ჩარლზმა და ბოილმა შეისწავლეს ეს ქცევები ზოგიერთი ცვლადის მუდმივი შენარჩუნებით. ამის გამო, თანაბრად მართებულად ითვლება სამი ცვლადიდან ერთის დადგენა, მიუხედავად იმისა, თუ რა თანმიმდევრობით იცვლება დანარჩენი ორი. ანუ, თქვენ შეგიძლიათ შეაფასოთ გაზის მოცულობა ჯერ წნევის ცვლილებით და შემდეგ ტემპერატურის ცვლილებით, ან პირიქით.

ეს გულისხმობს, რომ როდესაც წნევა და ტემპერატურა იცვლება გაზში, ორივე კანონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ერთგვარად დამოუკიდებელი და უფრო მეტიც, გაზის მოცულობა მუდმივ ტემპერატურასა და წნევაზე პირდაპირპროპორციულია რაოდენობის გაზის ნაწილაკები.