Artiklu Il-liġi ta' Boyle, il-liġi ta' Charles, il-liġi ta' Gay-Lussac
Liġi ta 'Boyle
Robert Boyle (1627-1691) wettaq esperimenti biex jinvestiga r-relazzjoni kwantitattiva bejn il-pressjoni u l-volum tal-gass. Dan l-esperiment jitwettaq billi jiddaħħal ċertu ammont ta' gass f'kontenitur magħluq. Sakemm sar approċċ pjuttost tajjeb, huwa sab li jekk it-temperatura tal-gass tinżamm kostanti, allura meta l-pressjoni tal-gass tiżdied, il-volum tal-gass jitnaqqas. Bl-istess mod, meta l-pressjoni tal-gass tonqos, il-volum tal-gass jiżdied. Il-pressjoni tal-gass hija inversament proporzjonali għall-volum tal-gass. Din ir-relazzjoni hija magħrufa bħala l-Liġi ta' Boyle. Matematikament:
Il-liġi ta' Boyle tista' wkoll tinkiteb:
PV = kostanti → ekwazzjoni 1
P 1 V 1 = P 2 V 2 → ekwazzjoni 2
It-tifsira tal-ekwazzjoni 1 hija f'temperatura kostanti (T) jekk il-pressjoni (P) tal-gass tinbidel allura l-volum (V) tal-gass jinbidel ukoll,
sabiex ir-riżultati tal-multiplikazzjoni bejn il-pressjoni u l-volum ikunu dejjem kostanti. Jekk il-pressjoni tal-gass tiżdied, il-volum tal-gass jonqos jew viċi versa jekk il-pressjoni tal-gass tonqos, il-volum tal-gass jiżdied, għalhekk il-multiplikazzjoni bejn il-pressjoni u l-volum tkun dejjem kostanti.
Il-graff li jiddikjara r-relazzjoni bejn il-volum u l-pressjoni jidher bħal fl-istampa t'hawn taħt. Abbażi tar-riżultati tal-esperiment, Robert Boyle sab li l-volum tal-gass jinbidel b'mod irregolari u għalhekk il-linji fil-graff jidhru mgħawġa. Il-pressjoni murija fuq il-graff hija pressjoni assoluta.
Il-liġi ta’ Charles
Mitt sena wara li Robert Boyle skopra r-relazzjoni bejn il-volum u l-pressjoni, xjenzat Franċiż jismu Jacques Charles (1746-1823) investiga r-relazzjoni bejn it-temperatura u l-volum tal-gass. Abbażi tar-riżultati tal-esperiment, sab li meta l-pressjoni tal-gass tkun dejjem kostanti, allura meta t-temperatura tal-gass tiżdied, il-volum tal-gass jiżdied ukoll. Bil-maqlub, meta t-temperatura tal-gass tonqos, il-volum tal-gass jonqos ukoll.
Tibdil fil-volum tal-gass minħabba bidliet fit-temperatura jseħħu regolarment u għalhekk il-linji fuq din il-grafika jidhru dritti. Jekk il-linji fuq il-grafika huma murija sakemm it-temperatura tkun aktar baxxa, allura l-linja se taqta' l-assi madwar -273 ° C.
Abbażi ta' ħafna esperimenti li saru, instab li għalkemm il-kobor tal-bidla fil-volum ta' kull gass ivarja,
Meta l-linji fuq it-tabella VT jinġibdu għal temperatura aktar baxxa, il-linja dejjem taqta' l-assi madwar -273 oC . Nistgħu ngħidu li jekk il-gass jitkessaħ għal -273 oC allura l-volum tal-gass = 0. Jekk il-gass jerġa' jitkessaħ sakemm it-temperatura tkun taħt -273 oC allura l-volum tal-gass ikun negattiv, xi ħaġa li hija impossibbli.
Allura -273 oC hija l-inqas temperatura li tista' tintlaħaq. Minħabba li l-linja taqsam l-assi madwar -273 oC skont il-ftehim, huwa determinat li l-inqas temperatura li tista' tintlaħaq hija -273.15 oC. -273.15 oC tissejjaħ it-temperatura żero assoluta u tintuża bħala referenza ta' skala assoluta, magħrufa wkoll bħala l-iskala Kelvin. Kelvin huwa l-isem ta' Lord Kelvin (1824-1907), fiżiku Brittaniku. Fuq din l-iskala, it-temperatura hija espressa f'Kelvin (K), mhux f'Kelvin (oK) gradi. Id-distanza bejn il-gradi hija l-istess bħal fl-iskala ċentigradi. 0 K = -273.15 oĊ u 273.15 K = 0 oC.
It-temperatura fuq l-iskala Celsius tista' tiġi konvertita għal skala Kelvin billi żżid 273.15, it-temperatura fuq l-iskala Kelvin tista' tiġi konvertita għal skala Celsius billi tnaqqas 273.15. Matematikament:
T(K) = T( ° C) + 273.15
T( ° C) = T(K) – 273.15
T = Temperatura
K = Kelvin
C = Celsius
Jekk it-temperatura tiġi espressa fuq skala Kelvin, it-tabella ta’ hawn fuq se tidher bħall-istampa t’hawn taħt.
Abbażi ta' dan il-graff, jista' jiġi konkluż li fi pressjoni fissa, il-volum tal-gass huwa dejjem direttament proporzjonali għat-temperatura assoluta tal-gass. Jekk it-temperatura assoluta tal-gass tiżdied, il-volum tal-gass jiżdied ukoll, għall-kuntrarju, jekk it-temperatura assoluta tal-gass tonqos, il-volum tal-gass jonqos ukoll. Din ir-relazzjoni hija magħrufa bħala l-liġi ta' Charles. Matematikament:
Volum α Temperatura → Pressjoni kostanti
V α T → P kostanti
It-tifsira tal-ekwazzjoni 1 hija li fi pressjoni kostanti (P) jekk it-temperatura assoluta (T) tinbidel allura l-volum (V) tal-gass jinbidel ukoll sabiex il-proporzjon bejn it-temperatura assoluta u l-volum ikun dejjem kostanti. Jekk it-temperatura assoluta tal-gass tiżdied, il-volum tal-gass jiżdied ukoll jew viċi versa jekk it-temperatura assoluta tal-gass tonqos,
Il-volum tal-gass jonqos ukoll, għalhekk il-proporzjon bejn it-temperatura u l-volum huwa dejjem kostanti. It-temperatura assoluta tal-gass hija t-temperatura tal-gass, li hija ddikjarata fuq l-iskala Kelvin. Jekk it-temperatura għadha fl-iskala Celsius, allura l-ewwel ibdelha għall-iskala Kelvin.
Il-liġi ta' Gay-Lussac
Joseph Gay-Lussac (1778-1850) għamel esperimenti u sab li jekk il-volum tal-gass ikun kostanti, meta l-pressjoni tal-gass tiżdied, it-temperatura assoluta tal-gass tiżdied. Bl-istess mod, meta l-pressjoni tal-gass tonqos, it-temperatura assoluta tal-gass tonqos. F'volum kostanti, il-pressjoni tal-gass hija direttament proporzjonali għat-temperatura assoluta tal-gass. Din ir-relazzjoni tissejjaħ il-Liġi ta' Gay-Lussac. Matematikament:
Pressjoni α Temperatura → Volum kostanti
P α T → V hija kostanti
It-tifsira tal-ekwazzjoni 1 hija li f'volum kostanti (V) jekk il-pressjoni (P) tal-gass tinbidel, it-temperatura assoluta (T) tal-gass tinbidel ukoll sabiex il-proporzjon bejn il-pressjoni u t-temperatura assoluta jkun kostanti. Fi kliem ieħor, jekk il-pressjoni tal-gass tiżdied, it-temperatura assoluta tal-gass tiżdied ukoll jew viċi versa jekk il-pressjoni tal-gass tonqos,
It-temperatura assoluta tal-gass tonqos ukoll, sabiex il-proporzjon bejn il-pressjoni u t-temperatura jkun dejjem kostanti.
It-temperatura assoluta tal-gass hija t-temperatura tal-gass, li hija ddikjarata fuq l-iskala Kelvin. Jekk it-temperatura għadha fl-iskala Celsius, allura l-ewwel ibdelha għall-iskala Kelvin.
Jekk jogħġbok innota li l-liġi ta' Boyle, il-liġi ta' Charles, u l-liġi ta' Gay-Lussac jipprovdu riżultati preċiżi meta l-pressjoni u d-densità tal-gass mhumiex sinifikanti wisq. Barra minn hekk, it-tliet liġijiet japplikaw biss għall-gass li t-temperatura tiegħu mhijiex qrib il-punt tat-togħlija.
Abbażi ta' dan il-fatt, jista' jiġi konkluż li l-liġi ta' Boyle, il-liġi ta' Charles, u l-liġi ta' Gay-Lussac ma jistgħux jiġu applikati għall-kundizzjonijiet kollha tal-gass. Peress li ma jistgħux jirreferu għall-kundizzjonijiet reali kollha tal-gass, neħtieġu l-kunċett tal-Gass Ideali. Dan il-gass ideali ma jeżistix fil-ħajja ta' kuljum. Il-gass ideali huwa biss mudell ideali, simili għall-kunċett ideali riġidu u fluwidu. Għalhekk, nassumu li t-tliet liġijiet tal-gass ta' hawn fuq japplikaw fil-kundizzjonijiet ideali kollha tal-gass.
Fis-soluzzjoni ta' problemi tal-liġi tal-gass, it-temperatura trid tiġi ddikjarata fuq skala Kelvin. Jekk il-pressjoni tal-gass għadha fil-forma ta' pressjoni tal-kejl, l-ewwel ibdelha għal pressjoni assoluta. Pressjoni assoluta = pressjoni atmosferika + pressjoni tal-kejl
