Balaod ni Boyle, Balaod ni Charles ug Balaod ni G. Lussac

Balaod ni Boyle, Balaod ni Charles ug Balaod ni G. Lussac

Balaod ni Boyle

Robert Boyle (1627–1691) nagpahigayon og mga eksperimento aron imbestigahan ang kwantitatibong relasyon tali sa presyur ug gidaghanon sa gas. Kini nga eksperimento naglakip sa pagbutang og usa ka piho nga gidaghanon sa gas sa usa ka sirado nga sudlanan. Sa usa ka maayong pagbanabana, iyang nadiskobrehan nga kon ang temperatura sa gas magpabilin nga makanunayon, nan samtang motaas ang presyur sa gas, mokunhod ang gidaghanon sa gas. Ingon man usab, kon mokunhod ang presyur sa gas, motaas ang gidaghanon sa gas. Ang presyur sa gas sukwahi nga proporsyonal sa gidaghanon sa gas. Kini nga relasyon nailhan nga Balaod ni BoyleSa matematika:

Ang balaod ni Boyle mahimo usab nga isulat sama sa mosunod:

PV = kanunay → ekwasyon 1

P₁ V₁ =P₂ V₂ → ekwasyon 2

Ang kahulugan sa equation 1 mao nga sa usa ka kanunay nga temperatura (T), kung ang presyur (P) sa gas mausab, ang gidaghanon (V) sa gas mausab usab aron ang produkto sa presyur ug gidaghanon kanunay nga makanunayon. Kung ang presyur sa gas motaas, ang gidaghanon sa gas mokunhod o vice versa, kung ang presyur sa gas mokunhod, ang gidaghanon sa gas motaas, aron ang produkto sa presyur ug gidaghanon kanunay nga makanunayon.

Ang graph nga nagpakita sa relasyon tali sa volume ug pressure susama sa anaa sa ubos. Base sa iyang mga eksperimento, nadiskobrehan ni Robert Boyle nga ang volume sa gas dili regular nga nag-usab-usab, hinungdan nga ang linya sa graph makita nga kurbado. Ang pressure nga gipakita sa graph mao ang absolute pressure, dili gauge pressure.

Balaod ni Charles

Usa ka gatos ka tuig human nadiskobrehan ni Robert Boyle ang relasyon tali sa volume ug pressure, gisusi sa Pranses nga siyentista nga si Jacques Charles (1746–1823) ang relasyon tali sa temperatura ug volume sa gas. Base sa iyang mga eksperimento, iyang nadiskobrehan nga kon ang pressure sa gas magpabilin nga makanunayon, samtang motaas ang temperatura sa gas, motaas usab ang volume. Sa laing bahin, samtang moubos ang temperatura sa gas, moubos usab ang volume.

Ang mga pagbag-o sa gidaghanon sa gas tungod sa mga pagbag-o sa temperatura kanunay nga mahitabo, mao nga ang linya niini nga graph makita nga tul-id. Kon ang linya sa graph idrowing sa mas ubos nga temperatura, kini motabok sa axis sa gibana-bana nga -273°C. ^oC.

Base sa daghang mga eksperimento nga nahimo, nakit-an nga bisan kung ang gidak-on sa pagbag-o sa gidaghanon alang sa matag gas managlahi, kung ang linya sa V-T graph gidrowing sa mas ubos nga temperatura, ang linya kanunay nga nagputol sa axis sa mga -273. ^oC. Makasulti kita nga kon ang gas pabugnawon ngadto sa ‐273 ^oC nan ang gidaghanon sa gas = 0. Kon ang gas pabugnawon pag-usab hangtod nga ang temperatura moubos sa -273 ^oC nan ang gidaghanon sa gas mahimong negatibo, usa ka butang nga imposible.

Mao nga ‐273 ^oAng C mao ang pinakaubos nga temperatura nga maabot. Tungod kay ang linya motabok sa axis sa mga ‐273 ^oC unya sumala sa usag usa nga kasabutan, natino nga ang labing ubos nga temperatura nga makab-ot mao ang -273,15 ^oC. ‐273,15 ^oAng C gitawag nga absolute zero temperature ug gigamit isip reperensya para sa absolute scale, nailhan usab nga Kelvin scale. Ang Kelvin ginganlan sunod kang Lord Kelvin (1824–1907), usa ka British physicist. Niini nga scale, ang temperatura gipahayag sa Kelvin (K), dili sa degrees Kelvin (^oK). Ang distansya tali sa mga degree parehas sa Celsius scale. 0 K = ‐273,15 ^oC ug 273,15 K = 0 ^oC.

Ang temperatura sa Celsius scale mahimong i-convert ngadto sa Kelvin scale pinaagi sa pagdugang og 273,15, ang temperatura sa Kelvin scale mahimong i-convert ngadto sa Celsius scale pinaagi sa pagkunhod og 273,15. Sa matematika:

T(K) = T(^oC) + 273,15

T (^oC) = T(K) ‐ 273,15

Impormasyon:

T = Temperatura

K = Kelvin

C = Celsius

Kon ang temperatura gipahayag sa sukdanan sa Kelvin, ang graph sa ibabaw mahisama sa hulagway sa ubos.

Base niining graph, mahimong mahinuha nga sa kanunay nga presyur, ang gidaghanon sa gas kanunay nga direktang proporsyonal sa hingpit nga temperatura. Kon ang hingpit nga temperatura sa usa ka gas motaas, ang gidaghanon motaas usab; sa laing bahin, kon ang hingpit nga temperatura sa usa ka gas mokunhod, ang gidaghanon mokunhod usab. Kini nga relasyon nailhan nga balaod ni Charles. Sa matematika, kini gisulat sama sa mosunod:

Volume ∝ Temperatura → Kanunay nga presyur

V ∝ T → P kanunay

Ang balaod ni Charles mahimo usab nga isulat sama niini:

Ang kahulugan sa equation 1 mao nga sa kanunay nga presyur (P), kung ang hingpit nga temperatura (T) sa gas mausab, ang gidaghanon (V) sa gas mausab usab aron ang resulta sa pagtandi tali sa hingpit nga temperatura ug gidaghanon kanunay nga makanunayon. Kung ang hingpit nga temperatura sa gas motaas, ang gidaghanon sa gas motaas usab, o vice versa, kung ang hingpit nga temperatura sa gas mokunhod, ang gidaghanon sa gas mokunhod usab, aron ang pagtandi tali sa temperatura ug gidaghanon kanunay nga makanunayon. Ang gipasabot sa hingpit nga temperatura sa usa ka gas mao ang temperatura sa gas nga gipahayag sa Kelvin scale. Kung ang temperatura naa pa sa Celsius scale, i-convert una kini sa Kelvin scale.

Balaod ni Gay-Lussac

Si Joseph Gay-Lussac (1778–1850) nagpahigayon og eksperimento ug nakadiskubre nga kon ang gidaghanon sa usa ka gas magpabilin nga makanunayon, samtang motaas ang presyur sa gas, ang hingpit nga temperatura sa gas motaas usab. Sa laing bahin, samtang moubos ang presyur sa gas, ang hingpit nga temperatura sa gas moubos usab. Sa makanunayon nga gidaghanon, ang presyur sa gas direktang proporsyonal sa hingpit nga temperatura sa gas. Kini nga relasyon gitawag nga Balaod ni Gay-Lussac. Sa matematika:

Presyon ∝ Temperatura → Kanunay nga gidaghanon

P ∝ T → V kanunay

Ang balaod ni Gay-Lussac mahimo usab nga isulat sama niini:

Ang kahulugan sa equation 1 mao nga sa kanunay nga volume (V), kung ang pressure (P) sa gas mausab, ang absolute temperature (T) sa gas mausab usab aron ang resulta sa pagtandi tali sa pressure ug absolute temperature kanunay nga makanunayon. Sa ato pa, kung ang pressure sa gas motaas, ang absolute temperature sa gas motaas usab, o sa laing bahin, kung ang pressure sa gas mokunhod, ang absolute temperature sa gas mokunhod usab, aron ang pagtandi tali sa pressure ug temperature kanunay nga makanunayon.

Ang gipasabot sa hingpit nga temperatura sa usa ka gas mao ang temperatura sa gas nga gipahayag sa sukdanan sa Kelvin. Kon ang temperatura naa pa sa sukdanan sa Celsius, i-convert una kini ngadto sa sukdanan sa Kelvin.

Importante nga matikdan nga ang balaod ni Boyle, balaod ni Charles, ug balaod ni Gay-Lussac naghatag ug tukmang mga resulta kon ang presyur ug densidad sa gas dili kaayo taas. Dugang pa, kining tulo ka balaod magamit lamang sa mga gas kansang temperatura dili duol sa ilang boiling point.

Base niini nga kamatuoran, mahimong mahinuklud nga ang balaod ni Boyle, balaod ni Charles, ug balaod ni Gay-Lussac dili magamit sa tanang kondisyon sa gas. Tungod kay dili kini magamit sa tanang tinuod nga kondisyon sa gas, kinahanglan nato ang konsepto sa usa ka ideal nga gas, o usa ka hingpit nga gas. Kini nga ideal nga gas wala maglungtad sa adlaw-adlaw nga kinabuhi. Ang usa ka ideal nga gas usa lamang ka ideal nga modelo, susama sa mga konsepto sa usa ka gahi nga lawas ug usa ka ideal nga pluwido. Busa, atong gihunahuna nga ang tulo ka balaod sa gas sa ibabaw magamit ubos sa tanang ideal nga kondisyon sa gas.

Sa pagsulbad sa mga problema sa balaod sa gas, ang temperatura kinahanglan ipahayag sa sukdanan sa Kelvin. Kung ang presyur sa gas usa gihapon ka sukdanan sa presyur, i-convert una kini ngadto sa hingpit nga presyur. Ang hingpit nga presyur = presyur sa atmospera + presyur sa barometror.