Qanûna Boyle, Qanûna Charles û Qanûna G. Lussac
Qanûna Boyle
Robert Boyle (1627–1691) ji bo lêkolîna têkiliya hejmarî ya di navbera zext û qebareya gazê de ceribandin pêk anîn. Ev ceribandin danîna mîqdarek diyarkirî ya gazê di konteynirek girtî de bû. Bi nêzîkbûnek baş, wî kifş kir ku heke germahiya gazê sabît bimîne, wê hingê her ku zexta gazê zêde dibe, qebareya gazê kêm dibe. Berevajî vê, her ku zexta gazê kêm dibe, qebareya gazê zêde dibe. Zeexta gazê bi rêjeya berevajî ya qebareya gazê ye. Ev têkilî wekî Qanûna Boyle tê zanîn . Bi awayekî matematîkî:
Qanûna Boyle jî dikare wekî jêrîn were nivîsandin:
PV = sabît → hevkêşeya 1
P 1 V 1 = P 2 V 2 → hevkêşeya 2
Wateya hevkêşeya 1 ew e ku di germahiyek sabît (T) de, heke zexta (P) ya gazê biguhere, qebareya gazê (V) jî diguhere, ji ber vê yekê berhema zext û qebareyê her gav sabît e. Heke zexta gazê zêde bibe, qebareya gazê kêm dibe an jî berevajî vê, heke zexta gazê kêm bibe, qebareya gazê zêde dibe, ji ber vê yekê berhema zext û qebareyê her gav sabît e.
Grafikek ku têkiliya di navbera qebare û zextê de nîşan dide, dişibihe ya li jêr. Li ser bingeha ceribandinên xwe, Robert Boyle kifş kir ku qebareya gazê bi awayekî ne rêkûpêk diguhere, û dibe sedema ku xeta li ser grafîkê xêz bibe. Zeexta ku li ser grafîkê tê xuyang kirin zexta mutleq e, ne zexta pîvanê ye.
Qanûna Charles
Sed sal piştî ku Robert Boyle têkiliya di navbera qebare û zextê de keşf kir, zanyarê Fransî Jacques Charles (1746–1823) têkiliya di navbera germahî û qebareya gazê de lêkolîn kir. Li ser bingeha ceribandinên xwe, wî keşf kir ku heke zexta gazê sabît bimîne, wê hingê dema ku germahiya gazê zêde dibe, qebare jî zêde dibe. Berevajî vê, dema ku germahiya gazê kêm dibe, qebare jî kêm dibe.
Guhertinên di qebareya gazê de ji ber guhertinên germahiyê bi rêkûpêk çêdibin, ji ber vê yekê xeta li ser vê grafîkê rast xuya dike. Ger xeta li ser grafîkê di germahiyên nizmtir de bihata xêzkirin, ew ê di dora -273 ° C de bi eksena wê re qut bibe.
Li gorî gelek ceribandinên ku hatine kirin, hat dîtin ku her çend mezinahiya guherîna qebareya her gazê cûda be jî, lê dema ku xeta li ser grafîka V-T ber bi germahiyek nizmtir ve tê xêzkirin, xet her gav li dora -273 o C bi eksena re diqelişe. Em dikarin bibêjin ku heke gaz heta -273 o C were sar kirin, qebareya gazê = 0. Heke gaz dîsa were sar kirin heta ku germahiya wê ji -273 o C kêmtir be, qebareya gazê dê nirxek neyînî hebe, tiştek ku ne mumkin e.
Ji ber vê yekê - 273 oC germahiya herî nizm e ku dikare were gihîştin. Ji ber ku xêz li dora -273 pileyan bi eksena re diqelişe. oC paşê li gorî rêkeftineke hevbeş, hate destnîşankirin ku germahiya herî nizm a ku dikare were bidestxistin -273,15 bû. oC. ‐273,15 oC wekî germahiya sifira mutleq tê binavkirin û wekî referansek ji bo pîvana mutleq, ku wekî pîvana Kelvin jî tê zanîn, tê bikar anîn. Kelvin navê xwe ji Lord Kelvin (1824–1907), fîzîknasekî Brîtanî, digire. Li ser vê pîvanê, germahî bi Kelvin (K) tê îfadekirin, ne bi pileya Kelvin (K).oK). Dûrahiya di navbera pileyan de wekî li ser pîvana Celsiusê ye. 0 K = -273,15 oC û 273,15 K = 0 oC.
Germahiya di pîvana Celsius de dikare bi zêdekirina 273,15 veguhere pîvana Kelvin, germahiya di pîvana Kelvin de dikare bi jêbirina 273,15 veguhere pîvana Celsius. Bi awayekî matematîkî:
T(K) = T( oC ) + 273,15
T ( o C) = T (K) - 273,15
Agahî:
T = Germahî
K = Kelvin
C = Celsius
Eger germahî bi pîvana Kelvin were îfadekirin, wê demê grafîka jorîn dê dişibihe wêneya jêrîn.
Li gorî vê grafîkê, meriv dikare encam bide ku di zexta sabît de, qebareya gazê her gav rasterast bi germahiya mutleq re rêjeyî ye. Ger germahiya mutleq a gazekê zêde bibe, qebare jî zêde dibe; berevajî vê, ger germahiya mutleq a gazekê kêm bibe, qebare jî kêm dibe. Ev têkilî wekî qanûna Charles tê zanîn. Ji hêla matematîkî ve, ew wiha tê nivîsandin:
Qebare ∝ Germahî → Zexta Sabît
V ∝ T → P sabît
Qanûna Charles jî dikare wiha were nivîsandin:
Wateya hevkêşeya 1 ew e ku di zexta sabît (P) de, heke germahiya mutleq (T) ya gazê biguhere, qebareya gazê (V) jî diguhere, ji ber vê yekê encama berawirdkirinê di navbera germahiya mutleq û qebareyê de her gav sabît e. Ger germahiya mutleq a gazê zêde bibe, qebareya gazê jî zêde dibe, an berevajî vê, heke germahiya mutleq a gazê kêm bibe, qebareya gazê jî kêm dibe, ji ber vê yekê berawirdkirina di navbera germahî û qebareyê de her gav sabît e. Mebesta germahiya mutleq a gazekê germahiya gazê ye ku li ser pîvana Kelvin tê îfadekirin. Heke germahî hîn jî li ser pîvana Celsius be, wê hingê pêşî wê veguherînin pîvana Kelvin.
Qanûna Gay-Lussac
Joseph Gay-Lussac (1778–1850) ceribandinek kir û kifş kir ku heke qebareya gazekê sabît bimîne, dema ku zexta gazê zêde dibe, germahiya mutleq a gazê jî zêde dibe. Berevajî vê, dema ku zexta gazê kêm dibe, germahiya mutleq a gazê jî kêm dibe. Di qebareya sabît de, zexta gazê rasterast bi germahiya mutleq a gazê re rêjeyî ye. Ev têkilî wekî Qanûna Gay-Lussac tê binavkirin. Ji hêla matematîkî ve:
Zext ∝ Germahî → Qebareya Sabît
P ∝ T → V sabît
Qanûna Gay-Lussac jî wiha dikare were nivîsandin:
Wateya hevkêşeya 1 ew e ku di qebareya sabît (V) de, heke zexta (P) ya gazê biguhere, germahiya mutleq (T) ya gazê jî diguhere, ji ber vê yekê encama berawirdkirinê ya di navbera zext û germahiya mutleq de sabît e. Bi gotineke din, heke zexta gazê zêde bibe, germahiya mutleq a gazê jî zêde dibe, an jî berevajî vê, heke zexta gazê kêm bibe, germahiya mutleq a gazê jî kêm dibe, ji ber vê yekê berawirdkirina di navbera zext û germahiyê de her gav sabît e.
Mebesta germahiya mutleq a gazekê germahiya gazê ye ku li ser pîvana Kelvin tê îfadekirin. Ger germahî hîn jî li ser pîvana Celsius be, wê hingê pêşî wê veguherînin pîvana Kelvin.
Girîng e ku were zanîn ku qanûna Boyle, qanûna Charles, û qanûna Gay-Lussac encamên rast didin ger zext û dendika gazê pir zêde nebin. Wekî din, ev hersê qanûn tenê ji bo gazên ku germahiya wan ne nêzîkî xala kelandina wan e derbas dibin.
Li ser bingeha vê rastiyê, meriv dikare bigihîje wê encamê ku qanûna Boyle, qanûna Charles, û qanûna Gay-Lussac nikarin li ser hemî şert û mercên gazê werin sepandin. Ji ber ku ew nikarin li ser hemî şert û mercên gaza rastîn werin sepandin, em hewceyê têgeha gazek îdeal, an gazek bêkêmasî ne. Ev gaza îdeal di jiyana rojane de tune ye. Gazek îdeal tenê modelek îdeal e, dişibihe têgehên laşek hişk û şilekek îdeal. Ji ber vê yekê, em texmîn dikin ku sê qanûnên gazê yên li jor di bin hemî şert û mercên gaza îdeal de derbas dibin.
Di çareserkirina pirsgirêkên qanûna gazê de, divê germahî li ser pîvana Kelvin were îfade kirin. Ger zexta gazê hîn jî zextek pîvandinê be, pêşî wê veguherînin zexta mutleq. Zeexta mutleq = zexta atmosferîk + zexta pîvanê r.
