Sootaga i le va o le Mamafa ma le Vevela
O le mamafa ma le vevela o ni aofaʻiga faaletino se lua e fesoʻotaʻi vavalalata, aemaise lava pe a tatou talanoaina ia kesi. I le olaga i aso faisoo, o le sootaga i le va o ia mea e lua e mafai ona vaaia i paʻu o taavale e lagona le "malosi" pe a uma ona faʻaaogaina mo se taimi umi, apa aerosol e le tatau ona faʻavevela, ma e oʻo lava i ogaumu mamafa e faʻavavevave ai le faagasologa o le kuka. E ui lava e foliga faigofie, o le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela e iai se faavae faasaienisi malosi i le teoria kinetic o kesi ma tulafono o le thermodynamics. O lenei tusiga o loʻo talanoaina ai le auala e aʻafia ai e le mamafa ma le vevela le tasi ma le isi, o fua faʻatatau e faʻamatalaina ai, ma faʻataʻitaʻiga o lona faʻaaogaina.
Malamalama i manatu faavae : mamafa ma le vevela
O le mamafa o lona uiga o le malosi i le iunite o le eria. I le tulaga o kasa, e tula'i mai le mamafa ona o le fe'avea'i fa'afuase'i o molela'au kasa ma feto'ai ma puipui o le koneteina. O le tele o taimi ma le malosi o nei feto'ai, o le tele fo'i lea o le mamafa. O le iunite SI o le mamafa o le pascal (Pa), ae i le fa'atinoina, e masani ona fa'aaogaina le ea (atm), pa, po'o le mmHg.
O le vevela o se fua lea o le averesi o le malosiaga kinetic o vaega o loʻo fausia ai se mea. A o siʻitia le vevela, e vave ona gaoioi vaega; a o paʻu ifo le vevela, e faagesegese ai la latou gaioiga. O le iunite SI o le vevela o le kelvin (K), e ui o le tikeri Celsius (°C) e sili atu ona faʻaaogaina i aso uma. I le fuafuaina o kasa lelei, e taua tele le kelvin aua e amata le fua i le zero atoatoa (0 K), o le tulaga e sili ona maualalo ai le malosiaga kinetic o vaega.
E manino le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela pe afai tatou te tuufaatasia faauigaga e lua o loʻo i luga: o le vevela e fuafua ai le vave o le gaoioi o vaega, ae o le mamafa e faalagolago i le paʻi atu o vaega i puipui o le koneteina. A o vave ona gaoioi vaega (faateleina le vevela), e faateleina ma malolosi ai fetoʻai, o lea e foliga mai e faateleina ai le mamafa—pe afai e tumau pea le voluma e le suia, ioe.
Teori o le kinetic: aiseā e faʻateleina ai le mamafa pe a faʻateleina le vevela?
E tusa ai ma le aʻoaʻoga kinetic o kasa, o kasa e aofia ai ni vaega e fealuaʻi faʻafuaseʻi ma fetoʻai. I le vevela maualuga, e faʻateleina le averesi o le malosiaga kinetic o vaega. O le iʻuga:
1. E fa'ateleina le tele o feto'ai: e vave tele ona malaga vaega i totonu o le koneteina, o lea e tele ai ona latou feto'ai ma puipui.
2. E sili atu le malosi o le pa'ū: a vave le vaega, e sili atu fo'i le suiga o lona malosi pe a oso.
3. Fa'ateleina le mamafa atoa: auā o le mamafa o le i'uga lea o le malosi fa'aputu o feto'ai o vaega laiti i luga o puipui o le koneteina.
Mai lenei itu, o le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela e le na o se fua faatatau, ae o se taunuuga tuusao o le gaioiga faanatura o vaega.
Tulafono a Gay-Lussac: e tutusa tonu le mamafa ma le vevela (volume tumau)
Mo se kesi i totonu o se pusa tapuni e tumau le voluma (e pei o se tane kesi po o se apa aerosol), o le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela e faʻaalia e le Tulafono a Gay-Lussac:
\[
\frac{P}{T} = tumau
\]
pe i le tulaga o setete e lua:
\[
\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}
\]
O iinei \(P\) o le mamafa ma \(T\) o le vevela i Kelvin. O lenei tulafono o loʻo taʻu mai ai o le mamafa o se kesi e faʻatatau saʻo i le vevela atoatoa pe afai e tumau pea le voluma ma le aofaʻi o mole o le kesi. O lona uiga afai e faaluaina le vevela (i le K), e faaluaina foʻi le mamafa.
O se faʻataʻitaʻiga faigofie: afai o se paipa o loʻo i ai le kesi e 300 K ma le mamafa o le 1 atm, ona siʻitia lea o le vevela i le 360 K, ona avea lea o le mamafa ma:
\[
P_2 = P_1 \times \frac{T_2}{T_1} = 1 \times \frac{360}{300} = 1{,}2 \text{ atm}
\]
O lenei fa'aopoopoga e 20% atonu e foliga la'ititi, ae i lalo o nisi o tulaga e mafai ona matautia, aemaise lava pe afai e le'i mamanuina le silini e tatalia le mamafa maualuga.
Tulafono o le kasa lelei: o le sootaga lautele o le P, V, ma le T
Ina ia malamalama atili i le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela, matou te faʻaaogaina le fuafuaga o le kesi lelei:
\[
PV = nRT
\]
Faatasi ai ma:
– \(P\) = mamafa
– \(V\) = voluma
– \(n\) = aofa'i o mole o le kesi
– \(R\) = tumau lelei o le kesi
– \(T\) = vevela atoatoa (K)
Afai ua fa'amautu le \(n\) ma le \(V\), ona:
\[
P \propto T
\]
E toe foʻi lea i le tulafono a Gay-Lussac. Peitaʻi, o kasa lelei e faʻaalia ai foʻi e mafai ona suia le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela pe a suia le voluma. Mo se faʻataʻitaʻiga, i totonu o se paluni elastic, a faʻateleina le vevela, e mafai ona faʻalauteleina le paluni (faʻateleina le voluma), o lea e le faʻateleina ai le mamafa e pei o totonu o se koneteina maʻaʻa.
O le matafaioi o le voluma: aiseā e lē tutusa ai le si'itia o le mamafa o faiga uma?
I le lalolagi moni, e tele koneteina e lē atoatoa le malō. A fa'avevela se kesi, e lua ni tali e ono tula'i mai:
1. Voluma tumau (pusa ma'a'a): e fa'ateleina tele le mamafa.
2. Fa'ateleina o le voluma (pusa fetuutuunai): o nisi o "aafiaga" o le vevela e liua i le fa'ateleina o le voluma, o lea e ono fa'ateleina teisi ai le mamafa, tumau pea, pe fa'ateleina ae le tutusa e pei o le tulaga o le voluma tumau.
O se faʻataʻitaʻiga o se paluni ea vevela. E faʻavevela le ea i totonu o le paluni, ma mafua ai ona faʻaitiitia lona mafiafia, faʻalauteleina le paluni, ma faʻateleina ai le opeopea. O le mamafa i totonu o le paluni e masani ona latalata i le mamafa o le ea ona o le paluni e tatala i le pito i lalo (pe iai se auala e taofia ai le mamafa mai le faʻateleina tele). O le mea lea, o le faʻavevela e aʻafia ai le tele ma le mafiafia, nai lo le faʻateleina tele o le mamafa.
Faʻataʻitaʻiga o le faʻaaogaina i le olaga i aso faisoo
1. Pa'u ta'avale
E mafai ona fa'ateleina le mamafa o le pa'u pe a uma se malaga umi. O le fe'ese'esea'iga i le va o le pa'u ma le auala ma le fa'aleagaina e mafua ai le vevela, ma fa'ateleina ai le vevela o le ea i totonu o le pa'u. Talu ai ona e tumau pea le malosi o le pa'u (e ui lava e teisi fesuisuia'i), e i'u lava ina si'itia le mamafa. O le mafua'aga lea e sili ai ona faia fua o le mamafa o le pa'u pe a "malulu" pa'u.
2. Apa ea
O apa ea e iai kasa ma vai e fa'amamafa. A fa'avevela, e si'itia le vevela o le kasa ma fa'ateleina ai le mamafa. Ona o le ma'a'a ma le fa'amaufa'ailogaina o le apa, e latalata le tulaga i le voluma tumau, ma mafai ai ona fa'ateleina vave le mamafa. O le mafua'aga lea e masani ona fa'aaogaina ai lapata'iga "aua le susunuina" po'o le "aua le teuina i nofoaga vevela".
3. Ogaumu fa'amamago
E galue ogaumu fa'asusu e ala i le fa'ateleina o le mamafa o le ausa o le vai i totonu o le ulo. A'o fa'ateleina le mamafa, e fa'ateleina fo'i le pupuna o le vai, ma mafai ai ona kuka mea'ai i le vevela e sili atu i le 100°C e aunoa ma le vave ona mago o le vai. O iinei, o le sootaga o le mamafa ma le vevela e feso'ota'i ma le paleni o le vaega (vai vai ma le ausa), e le gata i kasa lelei, ae o lo'o tumau pea le mataupu faavae lautele: o faiga fa'asusu e mafai ai ona fa'aleleia atili le vevela o le fa'agaioiga.
4. Faiga fa'amālūlū ma le AC
I le ta'amilosaga fa'amālūlūina, e fa'apipi'i ma fa'alauteleina le refrigerant. A fa'apipi'i, e fa'ateleina lona mamafa ma e masani ona fa'ateleina fo'i lona vevela. Ona fa'asa'oloto lea e le refrigerant le vevela i le siosiomaga ma suia ai le tulaga. O le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela i totonu o se refrigerant e taua tele mo le lelei ma le saogalemu o le faiga.
Tulaga moni: eseesega mai le kesi lelei atoatoa
E sili ona sa'o le tulafono a Gay-Lussac ma le fuafuaga o kasa lelei i le mamafa maualalo ma le vevela maualuga, pe a mafai ona le amana'ia fegalegaleaiga fa'ava-molecular. I le mamafa maualuga po'o le vevela maualalo, e mafai e kasa moni ona see ese ona:
– malosiaga o le tosina atu i le va o molekula,
– le tele o molela e le mafai ona le amana'iaina,
– le avanoa o le condensation e latalata atu i le tulaga saturation.
I lalo o nei tulaga, e tumau pea le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela, ae o le fua faatatau e manaʻomia ai se faʻataʻitaʻiga moni o le kesi (e.g., le fua faatatau o Van der Waals) poʻo faʻamaumauga faʻapitoa.
I'uga
O le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela o se manatu autu i le fisiki ma le inisinia. I le fa'aogaina o le maikosikopa, o le vevela e fuafua ai le saoasaoa o le gaoioi o vaega o le kesi, ae o le mamafa e mafua mai i le pa'i atu o vaega i puipui o le koneteina. I totonu o se koneteina e tumau le voluma, o le mamafa e tutusa tonu ma le vevela atoatoa, e pei ona ta'ua i le tulafono a Gay-Lussac. I le fa'aaogaina o le fuafuaga o le kesi lelei, tatou te va'aia ai o lenei sootaga e fa'alagolago fo'i i le voluma ma le aofa'i o le kesi. E lautele ona fa'aoga, mai pa'u ta'avale ma aerosols i ogaumu mamafa ma faiga fa'amālūlū. O le malamalama i le sootaga i le va o le mamafa ma le vevela e le gata ina fesoasoani ia i tatou e fuafua ai aofa'iga fa'aletino ae fa'aleleia atili ai fo'i le saogalemu ma le aoga o le tele o tekinolosi i aso uma.
