Atik Lwa Boyle a, Lwa Charles la, Lwa Gay-Lussac la
Lalwa Boyle
Robert Boyle (1627-1691) te fè eksperyans pou envestige relasyon kantitatif ant presyon gaz ak volim. Eksperyans sa a te fèt lè yo mete yon sèten kantite gaz nan yon veso fèmen. Jiskaske li te jwenn yon bon apwòch, li te dekouvri ke si tanperati gaz la te rete konstan, lè presyon gaz la ogmante, volim gaz la diminye. Menm jan an tou, lè presyon gaz la diminye, volim gaz la ogmante. Presyon gaz la envers pwopòsyonèl ak volim gaz la. Relasyon sa a ke yo rekonèt kòm Lwa Boyle a. Matematikman:
Lwa Boyle a kapab ekri tou:
PV = konstan → ekwasyon 1
P 1 V 1 = P 2 V 2 → ekwasyon 2
Siyifikasyon ekwasyon 1 an se nan yon tanperati konstan (T) si presyon (P) gaz la chanje Lè sa a, volim (V) gaz la chanje tou,
konsa rezilta miltiplikasyon ant presyon ak volim nan toujou konstan. Si presyon gaz la ogmante, volim gaz la diminye oubyen vis vèsa si presyon gaz la diminye, volim gaz la ogmante, kidonk miltiplikasyon ant presyon ak volim nan toujou konstan.
Grafik ki montre relasyon ki genyen ant volim ak presyon an sanble ak sa ki nan imaj ki anba a. Baze sou rezilta eksperyans lan, Robert Boyle te jwenn ke volim gaz la chanje iregilyèman, sa ki fè liy ki nan graf la parèt koube. Presyon ki montre sou graf la se presyon absoli.
Lalwa Charles
San ane apre Robert Boyle te dekouvri relasyon ki genyen ant volim ak presyon, yon syantifik franse ki rele Jacques Charles (1746-1823) te envestige relasyon ki genyen ant tanperati ak volim gaz. Baze sou rezilta eksperyans lan, li te jwenn ke lè presyon gaz la toujou konstan, lè tanperati gaz la ogmante, volim gaz la ogmante tou. Okontrè, lè tanperati gaz la diminye, volim gaz la diminye tou.
Chanjman nan volim gaz akòz chanjman nan tanperati rive regilyèman, sa fè liy ki sou graf sa a parèt dwat. Si liy ki sou graf la parèt jiskaske tanperati a pi ba, liy lan ap koupe aks la ozalantou -273 oC.
Baze sou anpil eksperyans ki te fèt, yo te jwenn ke byenke mayitid chanjman nan volim chak gaz varye,
Lè liy yo sou tablo VT a trase nan yon tanperati ki pi ba, liy lan toujou koupe aks la ozalantou -273 o C. Nou ka di ke si gaz la refwadi a -273 o C, volim gaz la = 0. Si gaz la refwadi ankò jiskaske tanperati a desann anba -273 o C, volim gaz la ap negatif, yon bagay ki enposib.
Konsa -273 oC se tanperati ki pi ba ki ka atenn. Paske liy lan kwaze aks la ozalantou -273 oC dapre akò a, yo detèmine ke tanperati ki pi ba ki ka rive a se -273.15 oC. -273.15 oC rele tanperati zewo absoli a epi li itilize kòm yon referans echèl absoli, ke yo rele tou echèl Kelvin. Kelvin se non Lord Kelvin (1824-1907), yon fizisyen britanik. Sou echèl sa a, tanperati a eksprime an Kelvin (K), pa an Kelvin (oK) degre. Distans ki genyen ant degre yo se menm jan ak nan echèl santigrad la. 0 K = -273.15 oC ak 273.15 K = 0 oC.
Ou ka konvèti tanperati sou echèl Sèlsiyis la an yon echèl Kelvin lè w ajoute 273.15, ou ka konvèti tanperati sou echèl Kelvin an yon echèl Sèlsiyis lè w diminye 273.15. Matematikman:
T(K) = T( ° C) + 273.15
T( ° C) = T(K) – 273.15
T = Tanperati
K = Kelvin
C = Sèlsiyis
Si yo eksprime tanperati a sou yon echèl Kelvin, tablo ki anwo a ap sanble ak foto ki anba a.
Baze sou graf sa a, nou ka konkli ke nan yon presyon fiks, volim gaz la toujou dirèkteman pwopòsyonèl ak tanperati absoli gaz la. Si tanperati absoli gaz la ogmante, volim gaz la ogmante tou, okontrè, si tanperati absoli gaz la diminye, volim gaz la diminye tou. Relasyon sa a ke yo rekonèt kòm lwa Charles la. Matematikman:
Volim α Tanperati → Presyon konstan
V α T → P konstan
Siyifikasyon ekwasyon 1 an se lè presyon konstan (P) si tanperati absoli a (T) chanje, volim gaz la (V) chanje tou, konsa rapò ant tanperati absoli ak volim nan toujou konstan. Si tanperati absoli gaz la ogmante, volim gaz la ogmante tou, oubyen vis vèsa si tanperati absoli gaz la diminye.
Volim gaz la diminye tou, kidonk rapò ant tanperati ak volim nan toujou konstan. Tanperati absoli gaz la se tanperati gaz la, ki endike sou echèl Kelvin lan. Si tanperati a toujou nan echèl Celsius la, chanje l an premye nan echèl Kelvin lan.
Lalwa Gay-Lussac
Joseph Gay-Lussac (1778-1850) te fè yon eksperyans epi li te dekouvri ke si volim gaz la konstan, lè presyon gaz la ogmante, tanperati absoli gaz la ogmante. Menm jan an tou, lè presyon gaz la diminye, tanperati absoli gaz la diminye. Nan yon volim konstan, presyon gaz la dirèkteman pwopòsyonèl ak tanperati absoli gaz la. Relasyon sa a rele Lwa Gay-Lussac. Matematikman:
Presyon α Tanperati → Volim konstan
P α T → V se konstan
Siyifikasyon ekwasyon 1 an se ke nan yon volim konstan (V), si presyon (P) gaz la chanje, tanperati absoli (T) gaz la chanje tou, sa ki fè rapò ant presyon an ak tanperati absoli a rete konstan. Nan lòt mo, si presyon gaz la ogmante, tanperati absoli gaz la ogmante tou, oubyen vis vèsa si presyon gaz la diminye.
tanperati absoli gaz la diminye tou, konsa rapò ant presyon ak tanperati a toujou konstan.
Tanperati absoli gaz la se tanperati gaz la, ki endike sou echèl Kelvin lan. Si tanperati a toujou nan echèl Celsius la, chanje l an premye pou l vin echèl Kelvin lan.
Tanpri sonje ke lwa Boyle a, lwa Charles la, ak lwa Gay-Lussac la bay rezilta egzak lè presyon ak dansite gaz la pa twò enpòtan. Anplis de sa, twa lwa yo aplike sèlman pou gaz ki gen tanperati ki pa toupre pwen ebulisyon an.
Baze sou reyalite sa a, nou ka konkli ke lwa Boyle a, lwa Charles la, ak lwa Gay-Lussac la pa ka aplike nan tout kondisyon gaz yo. Paske li pa ka refere a tout kondisyon gaz reyèl yo, nou bezwen konsèp Gaz Ideyal la. Gaz ideyal sa a pa egziste nan lavi chak jou. Gaz ideyal la se jis yon modèl ideyal, menm jan ak konsèp rijid ak likid ideyal la. Kidonk, nou sipoze twa lwa gaz ki anwo yo aplike nan tout kondisyon gaz ideyal yo.
Lè w ap rezoud pwoblèm lalwa gaz yo, fòk ou endike tanperati a sou yon echèl Kelvin. Si presyon gaz la toujou sou fòm presyon pou mezire, chanje l an premye an presyon absoli. Presyon absoli = presyon atmosferik + presyon pou mezire
