Ke Kānāwai o Boyle, ke Kānāwai o Charles a me ke Kānāwai o G. Lussac
Ke Kānāwai o Boyle
ʻO Robert Boyle (1627–1691) i hana i nā hoʻokolohua e noiʻi i ka pilina helu ma waena o ke kaomi kinoea a me ka nui. Ua pili kēia hoʻokolohua i ke kau ʻana i kahi nui o ke kinoea i loko o kahi pahu pani. I kahi hoʻokokoke maikaʻi loa, ua ʻike ʻo ia inā e mālama mau ʻia ka mahana o ke kinoea, a laila i ka piʻi ʻana o ke kaomi kinoea, e emi ana ka nui o ke kinoea. Pēlā nō, i ka wā e emi ai ke kaomi kinoea, e piʻi ana ka nui o ke kinoea. He kūlike ʻole ke kaomi kinoea me ka nui o ke kinoea. Ua ʻike ʻia kēia pilina ʻo ia he Ke Kānāwai o Boyle. Ma ke ʻano makemakika:
Hiki ke kākau ʻia ke kānāwai o Boyle penei:
PV = mau → kaulike 1
P1 V1 = P2 V2 → hoʻohālikelike 2
ʻO ke ʻano o ka hoʻohālikelike 1, ʻo ia ma kahi mahana mau (T), inā loli ke kaomi (P) o ke kinoea, e loli pū ka nui (V) o ke kinoea i mau ai ka huahana o ke kaomi a me ka nui. Inā piʻi ke kaomi kinoea, e emi ana ka nui o ke kinoea a i ʻole ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā emi ke kaomi kinoea, e piʻi ana ka nui o ke kinoea, i mau ai ka huahana o ke kaomi a me ka nui.
Ua like ke ʻano o ka pakuhi e hōʻike ana i ka pilina ma waena o ka nui a me ke kaomi me ka mea ma lalo nei. Ma muli o kāna mau hoʻokolohua, ua ʻike ʻo Robert Boyle ua loli maʻamau ka nui o ke kinoea, e hōʻike ana i ka laina ma ka pakuhi e ʻano piʻo. ʻO ke kaomi i hōʻike ʻia ma ka pakuhi he kaomi paʻa loa ia, ʻaʻole ke kaomi anakahi.
Ke Kānāwai o Charles
Hoʻokahi haneli mau makahiki ma hope o ka ʻike ʻana o Robert Boyle i ka pilina ma waena o ka nui a me ke kaomi, ua noiʻi ka ʻepekema Farani ʻo Jacques Charles (1746–1823) i ka pilina ma waena o ka mahana a me ka nui o ke kinoea. Ma muli o kāna mau hoʻokolohua, ua ʻike ʻo ia inā e mau ana ke kaomi kinoea, a laila i ka piʻi ʻana o ka mahana o ke kinoea, e piʻi pū ka nui. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, i ka emi ʻana o ka mahana o ke kinoea, e emi pū ka nui.
Hoʻololi pinepine ʻia ka nui o ke kinoea ma muli o nā loli o ka mahana, no laila ʻike pololei ʻia ka laina ma kēia pakuhi. Inā i kahakiʻi ʻia ka laina ma ka pakuhi ma nā mahana haʻahaʻa, e hui pū ia me ke axis ma kahi o -273°C. oC.
Ma muli o nā hoʻokolohua he nui i hana ʻia, ua ʻike ʻia ʻoiai ʻokoʻa ka nui o ka loli o ka leo no kēlā me kēia kinoea, ke kaha ʻia ka laina ma ka pakuhi V-T ma kahi mahana haʻahaʻa, ʻoki mau ka laina i ke axis ma kahi o -273. oC. Hiki iā mākou ke ʻōlelo inā e hoʻomaʻalili ʻia ke kinoea i ‐273 oC a laila ka nui o ke kinoea = 0. Inā hoʻomaʻalili hou ʻia ke kinoea a hiki i ka wā e emi ai ka mahana ma lalo o -273 oC a laila e maikaʻi ʻole ka nui o ke kinoea, kahi mea hiki ʻole.
No laila ‐273 oʻO C ka mahana haʻahaʻa loa e hiki ke hiki. No ka mea, ua hui ka laina me ke axis ma kahi o ‐273 oC a laila e like me ka ʻaelike like, ua hoʻoholo ʻia ʻo ka mahana haʻahaʻa loa i hiki ke hoʻokō ʻia he -273,15 oC.-273,15 oUa kapa ʻia ʻo C he mahana ʻole loa a hoʻohana ʻia ma ke ʻano he kuhikuhi no ka unahi loa, i ʻike ʻia hoʻi ʻo ke unahi Kelvin. Ua kapa ʻia ʻo Kelvin ma muli o Lord Kelvin (1824–1907), he kanaka loea ʻepekema Pelekane. Ma kēia unahi, ua hōʻike ʻia ka mahana ma Kelvin (K), ʻaʻole ma ke kekelē Kelvin (oK). Ua like ka mamao ma waena o nā kekelē me ke anakahi Celsius. 0 K = ‐273,15 oʻO C a me 273,15 K = 0 oC.
Hiki ke hoʻololi ʻia ka mahana ma ke ana wela Celsius i ke ana wela Kelvin ma ka hoʻohui ʻana i 273,15, hiki ke hoʻololi ʻia ka mahana ma ke ana wela Kelvin i ke ana wela Celsius ma ka unuhi ʻana i 273,15. Ma ke ʻano makemakika:
T (K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) ‐ 273,15
ʻIkepili:
T = Mahana
K = Kelvin
C = Kelekia
Inā hōʻike ʻia ka mahana ma ke ana Kelvin a laila e like ke ʻano o ka pakuhi ma luna me ke kiʻi ma lalo nei.
Ma muli o kēia pakuhi, hiki ke hoʻoholo ʻia ma ke kaomi mau, ua kūlike mau ka nui o ke kinoea me ka mahana piha. Inā piʻi ka mahana piha o ke kinoea, piʻi pū ka nui; i ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā emi ka mahana piha o ke kinoea, emi pū ka nui. Ua ʻike ʻia kēia pilina ʻo ke kānāwai o Charles. Ma ke ʻano makemakika, ua kākau ʻia penei:
Ka nui ∝ Mahana → Kaomi mau
V ∝ T → P mau
Hiki ke kākau ʻia ke kānāwai o Charles penei:
ʻO ke ʻano o ka hoʻohālikelike 1, ʻo ia ma ke kaomi mau (P), inā loli ka mahana paʻa (T) o ke kinoea, e loli pū ka nui (V) o ke kinoea i mau ai ka hopena hoʻohālikelike ma waena o ka mahana paʻa a me ka nui. Inā piʻi ka mahana paʻa o ke kinoea, piʻi pū ka nui o ke kinoea, a i ʻole ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā emi ka mahana paʻa o ke kinoea, e emi pū ka nui o ke kinoea, i mau ai ka hoʻohālikelike ma waena o ka mahana a me ka nui. ʻO ke ʻano o ka mahana paʻa o ke kinoea, ʻo ia ka mahana o ke kinoea i hōʻike ʻia ma ka unahi Kelvin. Inā aia nō ka mahana ma ka unahi Celsius, a laila e hoʻololi mua iā ia i ka unahi Kelvin.
Ke Kānāwai o Gay-Lussac
Ua hana ʻo Joseph Gay-Lussac (1778–1850) i kahi hoʻokolohua a ua ʻike ʻo ia inā e mālama mau ʻia ka nui o ke kinoea, i ka piʻi ʻana o ke kaomi kinoea, e piʻi pū ka mahana piha o ke kinoea. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, i ka emi ʻana o ke kaomi kinoea, e emi pū ana ka mahana piha o ke kinoea. Ma ka nui mau, ua kūlike pololei ke kaomi kinoea me ka mahana piha o ke kinoea. Ua kapa ʻia kēia pilina ʻo ke Kānāwai o Gay-Lussac. Ma ke ʻano makemakika:
Kaomi ∝ Mahana → Leo mau
P ∝ T → V mau
Hiki ke kākau ʻia ke kānāwai o Gay-Lussac penei:
ʻO ke ʻano o ka hoʻohālikelike 1, ʻo ia ma ka nui mau (V), inā loli ke kaomi (P) o ke kinoea, e loli pū ka mahana paʻa (T) o ke kinoea i mau ai ka hopena hoʻohālikelike ma waena o ke kaomi a me ka mahana paʻa. I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, inā piʻi ke kaomi kinoea, piʻi pū ka mahana paʻa o ke kinoea, a i ʻole, inā emi ke kaomi kinoea, e emi pū ka mahana paʻa o ke kinoea, i mau ai ka hoʻohālikelike ma waena o ke kaomi a me ka mahana.
ʻO ke ʻano o ka mahana paʻa o ke kinoea, ʻo ia ka mahana o ke kinoea i hōʻike ʻia ma ka pālākiō Kelvin. Inā aia nō ka mahana ma ka pālākiō Celsius, a laila e hoʻololi mua iā ia i ka pālākiō Kelvin.
He mea nui e hoʻomaopopo he pololei nā hopena o ke kānāwai o Boyle, ke kānāwai o Charles, a me ke kānāwai o Gay-Lussac inā ʻaʻole kiʻekiʻe loa ke kaomi a me ka nui o ke kinoea. Eia kekahi, pili wale kēia mau kānāwai ʻekolu i nā kinoea ʻaʻole kokoke ko lākou mahana i ko lākou wahi paila.
Ma muli o kēia ʻoiaʻiʻo, hiki ke hoʻoholo ʻia ʻaʻole hiki ke hoʻopili ʻia ke kānāwai o Boyle, ke kānāwai o Charles, a me ke kānāwai o Gay-Lussac i nā kūlana kinoea āpau. No ka mea, ʻaʻole hiki ke hoʻopili ʻia i nā kūlana kinoea maoli āpau, pono mākou i ka manaʻo o kahi kinoea kūpono, a i ʻole ke kinoea hemolele. ʻAʻole kēia kinoea kūpono i ke ola o kēlā me kēia lā. He kumu hoʻohālike kūpono wale nō ke kinoea kūpono, e like me nā manaʻo o ke kino paʻa a me kahi wai kūpono. No laila, ke manaʻo nei mākou e pili ana nā kānāwai kinoea ʻekolu ma luna ma lalo o nā kūlana kinoea kūpono āpau.
I ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia kānāwai kinoea, pono e hōʻike ʻia ka mahana ma ka unahi Kelvin. Inā he kaomi ana nō ke kaomi kinoea, e hoʻololi mua iā ia i kaomi paʻa. Kaomi paʻa = kaomi lewa + kaomi barometricr.
