ʻAtikala Ke kānāwai o Boyle, ke kānāwai o Charles, ke kānāwai o Gay-Lussac
Ke kānāwai o Boyle
Ua hana ʻo Robert Boyle (1627-1691) i nā hoʻokolohua e noiʻi i ka pilina quantitative ma waena o ke kaomi kinoea a me ka nui. Hana ʻia kēia hoʻokolohua ma ka hoʻokomo ʻana i kahi nui o ke kinoea i loko o kahi pahu pani. A hiki i kahi hoʻokokoke maikaʻi loa, ua ʻike ʻo ia inā e mālama mau ʻia ka mahana o ke kinoea, a laila i ka wā e piʻi ai ke kaomi kinoea, ua emi 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 ke Kānāwai o Boyle. Ma ke ʻano makemakika:
Hiki ke kākau ʻia ke kānāwai o Boyle:
PV = mau → kaulike 1
P 1 V 1 = P 2 V 2 → kaulike 2
ʻO ke ʻano o ka hoʻohālikelike 1 ma kahi mahana mau (T) inā loli ke kaomi (P) o ke kinoea a laila loli pū ka nui (V) o ke kinoea,
i mau ai nā hopena o ka hoʻonui ʻana ma waena o ke kaomi a me ka nui. Inā piʻi ke kaomi kinoea, emi iho ka nui o ke kinoea a i ʻole ka ʻaoʻao ʻē aʻe inā emi ke kaomi kinoea, piʻi aʻe ka nui o ke kinoea, no laila mau ka hoʻonui ʻana ma waena o ke kaomi a me ka nui.
ʻO ke kiʻi ma lalo nei e hōʻike ana i ka pilina ma waena o ka nui a me ke kaomi. Ma muli o nā hopena o ka hoʻokolohua, ua ʻike ʻo Robert Boyle ua loli ka nui o ke kinoea i ke ʻano ʻē aʻe i ʻike ʻia ai nā laina ma ka kiʻi he piʻo. ʻO ke kaomi i hōʻike ʻia ma ka kiʻi he kaomi paʻa loa.
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 kekahi kanaka ʻepekema Farani i kapa ʻia ʻo Jacques Charles (1746-1823) i ka pilina ma waena o ka mahana a me ka nui o ke kinoea. Ma muli o nā hopena o ka hoʻokolohua, ua ʻike ʻo ia i ka wā e mau mau ai ke kaomi kinoea, a laila i ka wā e piʻi ai ka mahana o ke kinoea, e piʻi pū ka nui o ke kinoea. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, i ka wā e emi ai ka mahana o ke kinoea, e emi pū ka nui o ke kinoea.
Hoʻololi pinepine ʻia ka nui o ke kinoea ma muli o nā loli o ka mahana i mea e pololei ai nā laina ma kēia pakuhi. Inā hōʻike ʻia nā laina ma ka pakuhi a hiki i ka emi ʻana o ka mahana, a laila e ʻoki ke laina i ke axis a puni -273 o C.
Ma muli o nā hoʻokolohua he nui i hana ʻia, ua ʻike ʻia ʻoiai ke ʻokoʻa ka nui o ka loli o ka nui o kēlā me kēia kinoea,
Ke kaha ʻia nā laina ma ka pakuhi VT i kahi mahana haʻahaʻa, ʻoki mau ka laina i ke axis a puni -273 o C. Hiki iā mākou ke ʻōlelo inā e hoʻomaʻalili ʻia ke kinoea i -273 o C a laila ʻo ka nui o ke kinoea = 0. Inā e hoʻomaʻalili hou ʻia ke kinoea a hiki i ka wā ma lalo o -273 o C ka mahana 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 hoʻokō ʻia. No ka mea, ua hui ka laina me ke axis a puni -273 oC e like me ka ʻaelike, ua hoʻoholo ʻia ʻo ka mahana haʻahaʻa loa e hiki ke hoʻokō ʻia he -273.15 oC. -273.15 oUa kapa ʻia ʻo C ʻo ia ka mahana ʻole loa a ua hoʻohana ʻia ma ke ʻano he kuhikuhi unahi paʻa, ʻo ia hoʻi ke anakahi Kelvin. ʻO Kelvin ka inoa o Lord Kelvin (1824-1907), he kanaka loea ʻepekema Pelekane. Ma kēia unahi, ua hōʻike ʻia ka mahana ma Kelvin (K), ʻaʻole ʻo Kelvin (oK) kekelē. Ua like ka mamao ma waena o nā kekelē me ke ana wela wela. 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 kahi ana wela Kelvin ma ka hoʻohui ʻana i 273.15, hiki ke hoʻololi ʻia ka mahana ma ke ana wela Kelvin i kahi ana wela Celsius ma ka hoʻemi ʻana i 273.15. Ma ke ʻano makemakika:
T (K) = T ( o C) + 273.15
T ( o C) = T (K) – 273.15
T = Mahana
K = Kelvin
C = Kelekia
Inā hōʻike ʻia ka mahana ma ka pālākiō Kelvin, 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 paʻa, ua kūlike mau ka nui o ke kinoea me ka mahana piha o ke kinoea. Inā piʻi ka mahana piha o ke kinoea, piʻi pū ka nui o ke kinoea, ma ke ʻano ʻē, inā emi ka mahana piha o ke kinoea, emi pū ka nui o ke kinoea. Ua ʻike ʻia kēia pilina ʻo ke kānāwai o Charles. Ma ke ʻano makemakika:
Ka nui o ka mahana α → Kaomi mau
V α T → P mau
ʻO ke ʻano o ka hoʻohālikelike 1 ma ke kaomi mau (P) inā loli ka mahana paʻa (T) a laila huli pū ka nui (V) o ke kinoea i mau ai ka lakio 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,
emi pū ka nui o ke kinoea, no laila ua mau ka lakio ma waena o ka mahana a me ka nui. ʻO ka mahana paʻa o ke kinoea ka mahana o ke kinoea, i ʻōlelo ʻia ma ka unahi Kelvin. Inā aia nō ka mahana ma ka unahi Celsius, a laila e hoʻololi mua i ka unahi Kelvin.
Ke kānāwai o Gay-Lussac
Ua hoʻokolohua ʻo Joseph Gay-Lussac (1778-1850) a ua ʻike ʻo ia inā e hoʻonohonoho mau ʻia ka nui o ke kinoea, ke piʻi aʻe ke kaomi kinoea, e piʻi aʻe ana ka mahana piha o ke kinoea. Pēlā nō, ke emi iho ke kaomi kinoea, e emi iho 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 Gay-Lussac. Ma ke ʻano makemakika:
Kaomi α Mahana → Leo mau
P α T → He paʻa ʻo V
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 lakio 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 ka ʻaoʻao ʻē aʻe inā emi ke kaomi kinoea,
e emi ana hoʻi ka mahana piha o ke kinoea, no laila e mau ana ka lakio ma waena o ke kaomi a me ka mahana.
ʻO ka mahana paʻa o ke kinoea ka mahana o ke kinoea, i ʻōlelo ʻia ma ka unahi Kelvin. Inā aia nō ka mahana ma ka unahi Celsius, a laila e hoʻololi mua i ka unahi Kelvin.
E ʻoluʻolu e hoʻomaopopo he pololei nā hopena o ke kānāwai o Boyle, ke kānāwai o Charles, a me ke kānāwai o Gay-Lussac ke ʻole nui loa ke kaomi a me ka nui o ke kinoea. Eia kekahi, pili wale nō nā kānāwai ʻekolu i ke kinoea ʻaʻole kokoke ka mahana i ka 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 iā ia ke kuhikuhi i nā kūlana kinoea maoli āpau, pono mākou i ka manaʻo Kinoea Kūpono. ʻAʻole kēia kinoea kūpono i ke ola o kēlā me kēia lā. He kumu hoʻohālike kūpono wale nō ke kinoea kūpono, e like me ka manaʻo paʻa a me ke kahe kūpono. No laila, ke manaʻo nei mākou e pili nā kānāwai kinoea ʻekolu ma luna i nā kūlana kinoea kūpono āpau.
I ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia kānāwai kinoea, pono e hōʻike ʻia ka mahana ma kahi pālākiō Kelvin. Inā aia nō ke kaomi kinoea ma ke ʻano o ke kaomi ana, e hoʻololi mua iā ia i ke kaomi paʻa. Kaomi paʻa = kaomi lewa + kaomi ana
