Макала Бойлдун мыйзамы, Чарльздын мыйзамы, Гей-Люссактын мыйзамы
Бойл мыйзамы
Роберт Бойл (1627-1691) газ басымы менен көлөмүнүн ортосундагы сандык байланышты изилдөө үчүн эксперименттерди жүргүзгөн. Бул эксперимент жабык идишке белгилүү бир өлчөмдөгү газды салуу менен жүргүзүлөт. Жакшы ыкмага чейин ал газдын температурасы туруктуу кармалса, анда газ басымы жогорулаганда, газдын көлөмү азаяарын аныктаган. Ошо сыяктуу эле, газ басымы төмөндөгөндө, газдын көлөмү көбөйөт. Газ басымы газдын көлөмүнө тескери пропорционалдуу. Бул байланыш Бойлдун закону деп аталат. Математикалык жактан:
Бойлдун законун төмөнкүдөй да жазууга болот:
PV = туруктуу → 1-теңдеме
P1 V1 = P2 V2 → 2-теңдеме
1-теңдеменин мааниси төмөнкүдөй: туруктуу температурада (T), эгерде газдын басымы (P) өзгөрсө, анда газдын көлөмү (V) да өзгөрөт,
ошондуктан басым менен көлөмдүн ортосундагы көбөйтүүнүн натыйжалары ар дайым туруктуу болот. Эгерде газ басымы жогоруласа, газдын көлөмү азаят же тескерисинче, эгер газ басымы төмөндөсө, газдын көлөмү көбөйөт, ошондуктан басым менен көлөмдүн ортосундагы көбөйтүү ар дайым туруктуу болот.
Көлөм менен басымдын ортосундагы байланышты көрсөткөн график төмөндөгү сүрөттөгүдөй көрүнөт. Эксперименттин жыйынтыктарына таянып, Роберт Бойл газдын көлөмү туура эмес өзгөрүп, графиктеги сызыктар ийри көрүнөрүн аныктаган. Графиктеги басым абсолюттук басым болуп саналат.
Чарльз мыйзамы
Роберт Бойл көлөм менен басымдын ортосундагы байланышты ачкандан жүз жыл өткөндөн кийин, Жак Шарль (1746-1823) аттуу француз окумуштуусу температура менен газдын көлөмүнүн ортосундагы байланышты изилдеген. Эксперименттин жыйынтыктарына таянып, ал газдын басымы ар дайым туруктуу болгондо, анда газдын температурасы жогорулаганда, газдын көлөмү да көбөйөрүн аныктаган. Тескерисинче, газдын температурасы төмөндөгөндө, газдын көлөмү да азаят.
Температуранын өзгөрүшүнөн улам газдын көлөмүнүн өзгөрүшү үзгүлтүксүз болуп турат, ошондуктан бул графиктеги сызыктар түз көрүнөт. Эгерде графиктеги сызыктар температура төмөндөгөнгө чейин чагылдырылса, анда сызык окту -273 тегерегинде кесип өтөт. oC.
Жүргүзүлгөн көптөгөн эксперименттердин негизинде, ар бир газдын көлөмүнүн өзгөрүшүнүн чоңдугу ар кандай болгону менен,
VT диаграммасындагы сызыктар төмөнкү температурага тартылганда, сызык ар дайым окту -273 тегерегинде кесип өтөт oC. Эгерде газ -273кө чейин муздатылса, андай деп айта алабыз oC, анда газдын көлөмү = 0. Эгерде газ температурасы -273 градустан төмөн болгонго чейин кайрадан муздатылса oC болсо, анда газдын көлөмү терс болот, бул мүмкүн эмес нерсе.
Ошентип, -273 oC - жетишүүгө мүмкүн болгон эң төмөнкү температура. Анткени сызык окту -273 тегерегинде кесилишкен. oКелишимге ылайык, C, жетишүүгө мүмкүн болгон эң төмөнкү температура -273.15 экени аныкталган. oC. -273.15 oC абсолюттук нөл температурасы деп аталат жана абсолюттук шкала, башкача айтканда, Кельвин шкаласы катары колдонулат. Кельвин - британиялык физиги Лорд Кельвиндин (1824-1907) аты. Бул шкала боюнча температура Кельвин менен эмес, Кельвин (K) менен көрсөтүлөт.oK) градус. Градустардын ортосундагы аралык Цельсий шкаласы менен бирдей. 0 K = -273.15 oC жана 273.15 K = 0 oC.
Цельсий шкаласы боюнча температураны 273.15 кошуу менен Кельвин шкаласына, ал эми Кельвин шкаласындагы температураны 273.15 азайтуу менен Цельсий шкаласына айландырса болот. Математикалык жактан:
Т (К) = Т (oC) + 273.15
T (oC) = T (K) – 273.15
T = Температура
K = Kelvin
C = Цельсий
Эгерде температура Кельвин шкаласы боюнча көрсөтүлсө, жогорудагы диаграмма төмөндөгү сүрөттөгүдөй болот.
Бул графиктин негизинде, туруктуу басымда газдын көлөмү ар дайым газдын абсолюттук температурасына түз пропорционалдуу деген тыянак чыгарууга болот. Эгерде газдын абсолюттук температурасы жогоруласа, газдын көлөмү да жогорулайт, тескерисинче, эгерде газдын абсолюттук температурасы төмөндөсө, газдын көлөмү да азаят. Бул байланыш Чарльз закону деп аталат. Математикалык жактан:
Көлөм α Температура → Туруктуу басым
V α T → P туруктуусу
1-теңдеменин мааниси төмөнкүдөй: туруктуу басымда (P), эгер абсолюттук температура (T) өзгөрсө, анда газдын көлөмү (V) да өзгөрөт, ошондуктан абсолюттук температура менен көлөмдүн катышы ар дайым туруктуу болот. Эгерде газдын абсолюттук температурасы жогоруласа, газдын көлөмү да көбөйөт же тескерисинче, эгер газдын абсолюттук температурасы төмөндөсө,
газдын көлөмү да азаят, ошондуктан температура менен көлөмдүн катышы ар дайым туруктуу болот. Газдын абсолюттук температурасы - бул газдын температурасы, ал Кельвин шкаласы боюнча көрсөтүлөт. Эгерде температура дагы эле Цельсий шкаласында болсо, анда аны алгач Кельвин шкаласына өзгөртүңүз.
Гей-Люссактын мыйзамы
Жозеф Гей-Люссак (1778-1850) эксперимент жүргүзүп, эгерде газдын көлөмү туруктуу коюлса, газ басымы жогорулаганда, газдын абсолюттук температурасы жогорулай турганын аныктаган. Ошо сыяктуу эле, газ басымы төмөндөгөндө, газдын абсолюттук температурасы төмөндөйт. Туруктуу көлөмдө газ басымы газдын абсолюттук температурасына түз пропорционалдуу. Бул байланыш Гей-Люссак мыйзамы деп аталат. Математикалык жактан:
Басым α Температура → Туруктуу көлөм
P α T → V туруктуу
1-теңдеменин мааниси төмөнкүдөй: туруктуу көлөмдө (V) газдын басымы (P) өзгөрсө, газдын абсолюттук температурасы (T) да өзгөрөт, ошондуктан басым менен абсолюттук температуранын катышы туруктуу болот. Башкача айтканда, эгер газдын басымы жогоруласа, газдын абсолюттук температурасы да жогорулайт же тескерисинче, эгерде газдын басымы төмөндөсө,
газдын абсолюттук температурасы да төмөндөйт, ошондуктан басым менен температуранын катышы ар дайым туруктуу болот.
Газдын абсолюттук температурасы - бул газдын температурасы, ал Кельвин шкаласы боюнча көрсөтүлөт. Эгерде температура дагы эле Цельсий шкаласында болсо, анда аны алгач Кельвин шкаласына өзгөртүңүз.
Бойлдун, Чарльздын жана Гей-Люссактын мыйзамы газдын басымы жана тыгыздыгы өтө маанилүү болбогондо так натыйжаларды берерин эске алыңыз. Андан тышкары, бул үч мыйзам температурасы кайноо температурасына жакын эмес газга гана тиешелүү.
Бул фактынын негизинде Бойлдун мыйзамын, Чарльздын мыйзамын жана Гей-Люссактын мыйзамын бардык газ шарттарына колдонууга болбойт деген тыянак чыгарууга болот. Ал бардык реалдуу газ шарттарына тиешелүү болбогондуктан, бизге Идеалдуу газ түшүнүгү керек. Бул идеалдуу газ күнүмдүк жашоодо жок. Идеалдуу газ жөн гана идеалдуу катуу жана суюк түшүнүккө окшош идеалдуу модель. Ошентип, жогорудагы үч газ мыйзамы бардык идеалдуу газ шарттарында колдонулат деп эсептейбиз.
Газ мыйзамынын маселелерин чечүүдө температура Кельвин шкаласы боюнча көрсөтүлүшү керек. Эгерде газдын басымы дагы эле өлчөөчү басым түрүндө болсо, аны алгач абсолюттук басымга өзгөртүңүз. Абсолюттук басым = атмосфералык басым + өлчөөчү басым
