Lamulo la Boyle, Lamulo la Charles ndi Lamulo la G. Lussac

Lamulo la Boyle, Lamulo la Charles ndi Lamulo la G. Lussac

Lamulo la Boyle

Robert Boyle (1627–1691) adachita zoyeserera kuti afufuze ubale wochuluka pakati pa kuthamanga kwa mpweya ndi kuchuluka. Kuyesera kumeneku kunaphatikizapo kuyika kuchuluka kwa mpweya mu chidebe chotsekedwa. Mwachidule, adapeza kuti ngati kutentha kwa mpweya kumakhala kofanana, ndiye kuti kuthamanga kwa mpweya kumawonjezeka, kuchuluka kwa mpweya kumachepa. Momwemonso, kuthamanga kwa mpweya kumachepa, kuchuluka kwa mpweya kumawonjezeka. Kuthamanga kwa mpweya kumasiyana ndi kuchuluka kwa mpweya. Ubalewu umadziwika kuti Lamulo la BoyleMwa masamu:

Lamulo la Boyle lingalembedwenso motere:

PV = yosasintha → equation 1

P₁ V₁ =P₂ V₂ → equation 2

Tanthauzo la equation 1 ndilakuti pa kutentha kosasintha (T), ngati kupanikizika (P) kwa mpweya kukusintha, voliyumu (V) ya mpweya imasinthanso kotero kuti chinthu chopanikizika ndi voliyumu chizikhala chokhazikika nthawi zonse. Ngati kupanikizika kwa mpweya kukukwera, voliyumu ya mpweya imachepa kapena mosemphanitsa, ngati kupanikizika kwa mpweya kukuchepa, voliyumu ya mpweya imawonjezeka, kotero kuti chinthu chokakamiza ndi voliyumu chizikhala chokhazikika nthawi zonse.

Chithunzi chosonyeza ubale pakati pa voliyumu ndi kupanikizika chikuoneka ngati chomwe chili pansipa. Kutengera ndi zoyeserera zake, Robert Boyle adapeza kuti kuchuluka kwa mpweya kumasintha mosakhazikika, zomwe zimapangitsa kuti mzere womwe uli pa graph uwoneke ngati wopindika. Kupanikizika komwe kumawonetsedwa pa graph ndi kupanikizika kwathunthu, osati kupanikizika koyezera.

Lamulo la Charles

Patatha zaka zana kuchokera pamene Robert Boyle anatulukira ubale pakati pa voliyumu ndi kupanikizika, wasayansi wa ku France Jacques Charles (1746–1823) anafufuza ubale pakati pa kutentha ndi kuchuluka kwa mpweya. Kutengera ndi zofufuza zake, anapeza kuti ngati kupanikizika kwa mpweya kumakhalabe kosasintha, ndiye kuti kutentha kwa mpweya kumawonjezeka, kuchuluka kwake kumawonjezekanso. Mosiyana ndi zimenezi, kutentha kwa mpweya kumachepa, kuchuluka kwake kumachepanso.

Kusintha kwa kuchuluka kwa mpweya chifukwa cha kusintha kwa kutentha kumachitika nthawi zonse, kotero mzere womwe uli pa graph iyi umawoneka wowongoka. Ngati mzere womwe uli pa graph ukajambulidwa kutentha kotsika, ungadutse mzere wozungulira pafupifupi -273°C. ^oC.

Kutengera ndi zoyeserera zambiri zomwe zachitika, zapezeka kuti ngakhale kukula kwa kusintha kwa voliyumu ya mpweya uliwonse kumakhala kosiyana, pamene mzere pa graph ya V-T wajambulidwa pa kutentha kotsika, mzerewo nthawi zonse umadula mzerewo pafupifupi -273 ^oC. Tikhoza kunena kuti ngati mpweya wazizira kufika pa ‐273 ^oC ndiye kuti voliyumu ya mpweya = 0. Ngati mpweyawo waziziritsidwanso mpaka kutentha kutakhala pansi pa -273 ^oC ndiye kuti voliyumu ya mpweya idzakhala yoipa, chinthu chomwe sichingatheke.

Kotero -273 ^oC ndiye kutentha kotsika kwambiri komwe kungafikidwe. Chifukwa mzerewu umadutsa mzere wozungulira pafupifupi ‐273 ^oC kenako malinga ndi mgwirizano wa onse awiri, zidatsimikizika kuti kutentha kotsika kwambiri komwe kungapezeke kunali -273,15 ^oC. ‐273,15 ^oC imatchedwa absolute zero temperature ndipo imagwiritsidwa ntchito ngati chizindikiro cha absolute scale, yomwe imadziwikanso kuti Kelvin scale. Kelvin adatchulidwa dzina la Lord Kelvin (1824–1907), katswiri wa sayansi ya zaku Britain. Pa sikelo iyi, kutentha kumafotokozedwa mu Kelvin (K), osati madigiri a Kelvin (^oK). Mtunda pakati pa madigiri ndi wofanana ndi wa pa sikelo ya Celsius. 0 K = ‐273,15 ^oC ndi 273,15 K = 0 ^oC.

Kutentha mu sikelo ya Celsius kungasinthidwe kukhala sikelo ya Kelvin powonjezera 273,15, kutentha mu sikelo ya Kelvin kungasinthidwe kukhala sikelo ya Celsius pochotsa 273,15. Masamu:

T (K) = T (^oC) + 273,15

T (^oC) = T (K) - 273,15

Zambiri:

T = Kutentha

K = Kelvin

C = Celsius

Ngati kutentha kwafotokozedwa mu sikelo ya Kelvin ndiye kuti graph yomwe ili pamwambapa idzawoneka ngati chithunzi chomwe chili pansipa.

Kutengera ndi graph iyi, tinganene kuti pakakhala kupanikizika kosalekeza, kuchuluka kwa mpweya nthawi zonse kumakhala kofanana ndi kutentha konse. Ngati kutentha konse kwa mpweya kukukwera, kuchulukanso kumawonjezeka; mosiyana, ngati kutentha konse kwa mpweya kukuchepa, kuchulukanso kumachepa. Ubale uwu umadziwika kuti lamulo la Charles. Mwa masamu, lalembedwa motere:

Voliyumu ∝ Kutentha → Kupanikizika kosalekeza

V ∝ T → P yosasinthika

Lamulo la Charles lingalembedwenso motere:

Tanthauzo la equation 1 ndilakuti pa kupanikizika kosalekeza (P), ngati kutentha konse (T) kwa mpweya kukusintha, voliyumu (V) ya mpweya imasinthanso kotero kuti zotsatira za kufananiza pakati pa kutentha konse ndi voliyumu nthawi zonse zimakhala zosalekeza. Ngati kutentha konse kwa mpweya kukukwera, voliyumu ya mpweya imawonjezekanso, kapena mosemphanitsa, ngati kutentha konse kwa mpweya kukuchepa, voliyumu ya mpweya imachepanso, kotero kuti kufananiza pakati pa kutentha ndi voliyumu nthawi zonse kumakhala kosalekeza. Chimene chimatanthauza ndi kutentha konse kwa mpweya ndi kutentha kwa mpweya komwe kumawonetsedwa pa sikelo ya Kelvin. Ngati kutentha kukadali pa sikelo ya Celsius, ndiye kuti musinthe kukhala sikelo ya Kelvin kaye.

Lamulo la Gay-Lussac

Joseph Gay-Lussac (1778–1850) adachita kafukufuku ndipo adapeza kuti ngati voliyumu ya mpweya ikukhalabe yofanana, pamene mpweya ukukwera, kutentha kwathunthu kwa mpweya kumawonjezekanso. Mosiyana ndi zimenezi, pamene mpweya ukuchepa, kutentha kwathunthu kwa mpweya kumachepanso. Pa voliyumu yosasinthasintha, kuthamanga kwa mpweya kumakhala kofanana ndi kutentha kwathunthu kwa mpweya. Ubale umenewu umatchedwa Gay-Lussac's Law. Mwa masamu:

Kupanikizika ∝ Kutentha → Kuchuluka kosalekeza

P ∝ T → V chosasintha

Lamulo la Gay-Lussac lingalembedwenso motere:

Tanthauzo la equation 1 ndilakuti pa voliyumu yokhazikika (V), ngati kupanikizika (P) kwa mpweya kukusintha, kutentha kwathunthu (T) kwa mpweya kumasinthanso kotero kuti kufananiza zotsatira pakati pa kupanikizika ndi kutentha kwathunthu kukhale kosasintha. Mwanjira ina, ngati kupanikizika kwa mpweya kukukwera, kutentha kwathunthu kwa mpweya kumawonjezekanso, kapena mosiyana, ngati kupanikizika kwa mpweya kukuchepa, kutentha kwathunthu kwa mpweya kumachepanso, kotero kuti kufananiza pakati pa kupanikizika ndi kutentha nthawi zonse kumakhala kosasintha.

Chimene chimatanthauza kutentha kwa mpweya komwe kumafotokozedwa pa sikelo ya Kelvin ndi kutentha kwa mpweya komwe kumafotokozedwa pa sikelo ya Kelvin. Ngati kutentha kukadali pa sikelo ya Celsius, ndiye kuti musinthe kaye kukhala sikelo ya Kelvin.

Ndikofunikira kudziwa kuti lamulo la Boyle, lamulo la Charles, ndi lamulo la Gay-Lussac limapereka zotsatira zolondola ngati kuthamanga kwa mpweya ndi kuchuluka kwake sikuli kokwera kwambiri. Kuphatikiza apo, malamulo atatuwa amagwira ntchito kokha ku mpweya womwe kutentha kwake sikuli pafupi ndi kutentha kwake.

Kutengera ndi mfundo imeneyi, tinganene kuti lamulo la Boyle, lamulo la Charles, ndi lamulo la Gay-Lussac silingagwiritsidwe ntchito pa zinthu zonse za mpweya. Chifukwa sizingagwiritsidwe ntchito pa zinthu zonse za mpweya weniweni, tikufunika lingaliro la mpweya wabwino, kapena mpweya wangwiro. Mpweya wabwino uwu sulipo m'moyo watsiku ndi tsiku. Mpweya wabwino ndi chitsanzo chabwino chabe, chofanana ndi malingaliro a thupi lolimba ndi madzi abwino. Chifukwa chake, tikuganiza kuti malamulo atatu a mpweya omwe ali pamwambapa amagwira ntchito pa zinthu zonse za mpweya wabwino.

Pothetsa mavuto okhudza malamulo a mpweya, kutentha kuyenera kufotokozedwa pa sikelo ya Kelvin. Ngati kuthamanga kwa mpweya kukadali kuthamanga koyezera, kaye kusinthe kukhala kuthamanga kotheratu. Kuthamanga kotheratu = kuthamanga kwa mpweya + kuthamanga kwa barometricr.