Definicja przepisów dotyczących gazu (z Boyle, Charles i Combined)

Prawo Boyle'a

Pierwszym z nich jest Prawo Boyle'a, który określa zależność między objętością a ciśnieniem gazu. W tym przypadku wiadomo, że zależność między obiema zmiennymi jest odwrotnie proporcjonalna: jeśli ciśnienie gazu wzrasta, jego objętość proporcjonalnie maleje. Podobnie, gdy ciśnienie spada, jego objętość rośnie proporcjonalnie. Prawdą jest również to, że: jeśli objętość wzrasta, ciśnienie maleje proporcjonalnie i odwrotnie.

Aby to zrobić, Boyle zbadał zachowanie gazu w rurce w kształcie litery U wypełnionej Merkurym, z jednym końcem otwartym, a drugim zamkniętym. Gdy Merkury zostanie dodany powyżej poziomu zamkniętego końca, objętość

powietrze uwięziony na tym końcu zmniejsza się proporcjonalnie do dodatku rtęci, który wywiera na niego nacisk na drugim końcu.

A Boyle nie tylko zaobserwował ten trend, ale także określił ilościowo te zmiany, odkrywając, że na przykład, jeśli a gaz zostaje sprężony poprzez zmniejszenie jego objętości o połowę, ciśnienie zostanie zwiększone do dwukrotności Inicjał.

Dlatego powyższe możemy wyrazić w następujący sposób:

P_i. V_i = P_F. V_F

Gdzie „i” odnosi się do stanu początkowego, a „f” do stanu końcowego.

Należy zauważyć, że Boyle badał to zachowanie w: gazy zamknięty do temperatura stała, czyli izotermicznie.

Karola Lawa

Prawo Karola zdefiniowało związek między dwiema innymi zmiennymi, temperaturą i objętością gazu. W ten sposób Charles znalazł proporcjonalność bezpośrednia, która istnieje między temperaturą a objętością ustalonej ilości gazu, jeśli jest ona pod stałym ciśnieniem, to znaczy izobarycznie.

Wróćmy do przykładu z Merkurym. Załóżmy, że rurka ma bańkę na jednym końcu i jest otwarta na atmosferę z drugiego końca, w ten sposób czop rtęciowy może się w niej poruszać. Teraz ciśnienie gazu wewnątrz bańki jest zawsze równe atmosferycznemu, a przemieszczenie Korek rtęciowy wskaże wzrost lub spadek objętości gazu, gdy gaz jest podgrzewany lub chłodzony.

Zobaczmy przykład domowej roboty, załóżmy, że masz napompowany balon i jest on wystawiony na spadek temperatury, zobaczymy, że balon automatycznie zaczyna zmniejszać swoją objętość. Kiedy balon wraca do temperatury środowisko, ponownie temperatura wzrasta, a balon rozszerza się. W związku z tym wykazano wprost proporcjonalną zależność istniejącą między temperaturą a objętością. W tym przypadku, gdy balon się nagrzewa, temperatura cząstek wewnątrz wzrasta i Energia kinetyczna z nich też to robi. Powoduje to wzrost siła Działają na ścianki balonu i balon rozszerza się bez zwiększania ciśnienia wewnętrznego poza ciśnienie początkowe.

Dlatego Charles wskazuje, że objętość każdego gazu jest wprost proporcjonalna do jego temperatury w stopniach Kelvina, jeśli ciśnienie jest utrzymywane na stałym poziomie.

Połączone prawo gazowe

Podsumowując, wiadomo, że objętość gazu jest odwrotnie proporcjonalna do jego ciśnienia i wprost proporcjonalna do temperatury. Jednak Charles i Boyle badali te zachowania, utrzymując niektóre zmienne na stałym poziomie. Z tego powodu uważa się, że równie ważne jest określenie jednej z trzech zmiennych, niezależnie od kolejności, w jakiej pozostałe dwie zmieniają się. Oznacza to, że możesz najpierw oszacować objętość gazu na podstawie zmiany ciśnienia, a następnie zmiany temperatury lub odwrotnie.

Oznacza to, że gdy ciśnienie i temperatura zmieniają się w gazie, oba prawa mogą być użyte w pewien sposób niezależne, a ponadto objętość gazu w stałej temperaturze i ciśnieniu jest wprost proporcjonalna do liczby cząstki gazu.

Tematy w przepisach dotyczących gazu (z Boyle, Charles i Combined)