기체 법칙의 정의(Boyle, Charles 및 Combined)

칸델라 로시오 바르비산 | 12월 2021
화학 공학 기술자

보일의 법칙

첫 번째는 법 기체의 부피와 압력 사이의 관계를 설정하는 보일의 법칙. 이 경우 두 변수 사이의 관계는 반비례하는 것으로 알려져 있습니다. 기체의 압력이 증가하면 기체의 부피는 그에 비례하여 감소합니다. 마찬가지로 압력이 감소하면 부피가 비례하여 증가합니다. 부피가 증가하면 압력이 비례하여 감소하고 그 반대도 마찬가지입니다.

이를 위해 Boyle은 한쪽 끝이 열려 있고 다른 쪽 끝이 닫힌 수은으로 채워진 "U"관에서 가스의 거동을 연구했습니다. 수은이 닫힌 끝의 수준 이상으로 추가되면 공기 그 끝에 갇힌 것은 다른 쪽 끝에 압력을 가하는 수은 첨가에 비례하여 감소합니다.

그리고 Boyle은 추세를 관찰했을 뿐만 아니라 이러한 변동을 수량화하여 다음을 발견했습니다. 예를 들어, 기체는 부피를 절반으로 줄임으로써 압축되며 압력은 2배로 증가합니다. 초기의.

따라서 위의 식을 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

NS_NS. V_NS = 피_NS. V_NS

여기서 "i"는 초기 상태를 나타내고 "f"는 최종 상태를 나타냅니다.

Boyle이 이 행동을 연구했다는 점에 유의해야 합니다. 가스 에 잠겨 온도 상수, 즉 등온.

찰스 로

샤를의 법칙은 다른 두 변수, 즉 온도와 기체의 부피 사이의 관계를 정의하게 되었습니다. 이렇게 해서 찰스는 비례 일정한 압력, 즉 등압인 경우 일정량의 기체의 온도와 부피 사이에 존재하는 직접.

Mercury의 예로 돌아가 보겠습니다. 한쪽 끝에 전구가 있고 다른 쪽 끝에는 대기에 열려 있는 튜브가 있다고 가정해 보겠습니다. 이러한 방식으로 수은 플러그가 내부에서 이동할 수 있습니다. 이제 전구 내부의 가스 압력은 항상 대기압과 동일하며 배수량 수은 플러그는 가스가 가열되거나 냉각될 때 가스 부피의 증가 또는 감소를 나타냅니다.

집에서 만든 예를 보겠습니다. 부풀린 풍선이 있고 온도가 낮아지면 풍선이 자동으로 부피가 감소하기 시작하는 것을 볼 수 있습니다. 풍선을 온도로 되돌렸을 때 환경, 다시 온도가 상승하고 풍선이 팽창합니다. 따라서 온도와 부피 사이에 존재하는 정비례 관계가 설명됩니다. 이 경우 풍선이 가열되면 내부 입자의 온도가 상승하여 운동 에너지 그들 중 또한 않습니다. 이것은 힘 그들은 풍선의 벽에 힘을 가하고 풍선은 초기 압력 이상으로 내부 압력을 증가시키지 않고 팽창합니다.

따라서 Charles는 압력이 일정하게 유지되면 모든 기체의 부피는 켈빈도 단위의 온도에 정비례한다고 지적합니다.

결합 가스 법칙

요약하면 기체의 부피는 압력에 반비례하고 온도에 정비례한다는 것이 알려져 있습니다. 그러나 Charles와 Boyle은 일부 변수를 일정하게 유지하여 이러한 행동을 연구했습니다. 이 때문에 다른 두 변수가 변하는 순서에 관계없이 세 변수 중 하나를 결정하는 것이 동등하게 유효한 것으로 간주됩니다. 즉, 먼저 압력 변화에서 기체의 부피를 추정한 다음 온도 변화에서 또는 그 반대로 추정할 수 있습니다.

이것은 기체의 압력과 온도가 변할 때 두 법칙이 같은 방식으로 사용될 수 있음을 의미합니다. 독립적이고 또한 일정한 온도와 압력에서 기체의 부피는 기체의 수에 정비례합니다. 가스 입자.