Мақола Қонуни Бойл, Қонуни Чарлз, Қонуни Гей-Люссак
Қонуни Бойл
Роберт Бойл (1627-1691) таҷрибаҳо анҷом дод, то робитаи миқдории байни фишори газ ва ҳаҷми онро таҳқиқ кунад. Ин таҷриба бо ворид кардани миқдори муайяни газ ба зарфи пӯшида анҷом дода мешавад. То он даме, ки як равиши хеле хуб пайдо шуд, ӯ муайян кард, ки агар ҳарорати газ доимӣ нигоҳ дошта шавад, пас вақте ки фишори газ зиёд мешавад, ҳаҷми газ кам мешавад. Ба ҳамин монанд, вақте ки фишори газ кам мешавад, ҳаҷми газ зиёд мешавад. Фишори газ ба ҳаҷми газ мутаносиби баръакс аст. Ин робита ҳамчун Қонуни Бойл маълум аст. Аз ҷиҳати математикӣ:
Қонуни Бойлро инчунин метавон чунин навишт:
PV = доимӣ → муодилаи 1
P 1 V 1 = P 2 V 2 → муодилаи 2
Маънои муодилаи 1 дар ҳарорати доимӣ (T) чунин аст, агар фишори (P)-и газ тағйир ёбад, ҳаҷми (V)-и газ низ тағйир меёбад,
то ки натиҷаҳои зарб байни фишор ва ҳаҷм ҳамеша доимӣ бошанд. Агар фишори газ зиёд шавад, ҳаҷми газ кам мешавад ё баръакс, агар фишори газ кам шавад, ҳаҷми газ зиёд мешавад, аз ин рӯ зарб байни фишор ва ҳаҷм ҳамеша доимӣ аст.
Графике, ки робитаи байни ҳаҷм ва фишорро нишон медиҳад, ба расми зер монанд аст. Бар асоси натиҷаҳои таҷриба, Роберт Бойл муайян кард, ки ҳаҷми газ номунтазам тағйир меёбад, то хатҳои график каҷ ба назар расанд. Фишори дар график нишондодашуда фишори мутлақ аст.
Қонуни Чарлз
Сад сол пас аз он ки Роберт Бойл робитаи байни ҳаҷм ва фишорро кашф кард, олими фаронсавӣ бо номи Жак Шарл (1746-1823) робитаи байни ҳарорат ва ҳаҷми газро таҳқиқ кард. Бар асоси натиҷаҳои таҷриба, ӯ муайян кард, ки вақте фишори газ ҳамеша доимӣ аст, пас вақте ки ҳарорати газ баланд мешавад, ҳаҷми газ низ зиёд мешавад. Баръакс, вақте ки ҳарорати газ паст мешавад, ҳаҷми газ низ кам мешавад.
Тағйирёбии ҳаҷми газ аз сабаби тағирёбии ҳарорат мунтазам ба амал меояд, то хатҳои ин график рост ба назар расанд. Агар хатҳои график то паст шудани ҳарорат тасвир карда шаванд, хат меҳварро дар атрофи -273 ° C буриш мекунад.
Бар асоси таҷрибаҳои зиёди гузаронидашуда, муайян карда шуд, ки гарчанде бузургии тағирёбии ҳаҷми ҳар як газ фарқ мекунад,
Вақте ки хатҳои диаграммаи VT ба ҳарорати пасттар кашида мешаванд, хат ҳамеша меҳварро дар атрофи -273 o C буриш мекунад. Мо метавонем бигӯем, ки агар газ то -273 o C хунук карда шавад, ҳаҷми газ = 0 мешавад. Агар газ дубора то он даме, ки ҳарорат аз -273 o C пасттар шавад, хунук карда шавад, ҳаҷми газ манфӣ хоҳад буд, ки ин ғайриимкон аст.
Пас -273 oC пасттарин ҳароратест, ки ба даст овардан мумкин аст. Зеро хат меҳварро дар атрофи -273 буриш мекунад. oC мувофиқи созишнома муайян карда мешавад, ки пасттарин ҳарорати ба даст овардан мумкин аст -273.15 аст. oC. -273.15 oC ҳарорати сифри мутлақ номида мешавад ва ҳамчун истиноди миқёси мутлақ, яъне миқёси Келвин истифода мешавад. Келвин номи Лорд Келвин (1824-1907), физики бритониёӣ аст. Дар ин миқёс, ҳарорат бо Келвин (K) ифода карда мешавад, на бо Келвин (K).oК) дараҷа. Масофаи байни дараҷаҳо бо шкалаи ҳароратсанҷӣ якхела аст. 0 К = -273.15 oC ва 273.15 K = 0 oC.
Ҳароратро дар шкалаи Селсий бо илова кардани 273.15 ба шкалаи Келвин табдил додан мумкин аст, ҳароратро дар шкалаи Келвин бо кам кардани 273.15 ба шкалаи Селсий табдил додан мумкин аст. Аз ҷиҳати математикӣ:
Т (К) = Т ( о К) + 273.15
Т ( o C) = Т (K) – 273.15
Т = Ҳарорат
K = Келвин
C = Селсий
Агар ҳарорат дар миқёси Келвин ифода карда шавад, диаграммаи дар боло овардашуда ба расми зер монанд хоҳад буд.
Бар асоси ин график, метавон хулоса кард, ки дар фишори муқарраршуда, ҳаҷми газ ҳамеша ба ҳарорати мутлақи газ мутаносиб аст. Агар ҳарорати мутлақи газ зиёд шавад, ҳаҷми газ низ зиёд мешавад, баръакс, агар ҳарорати мутлақи газ кам шавад, ҳаҷми газ низ кам мешавад. Ин робита ҳамчун қонуни Чарлз маълум аст. Аз ҷиҳати математикӣ:
Ҳаҷм α Ҳарорат → Фишори доимӣ
V α T → P доимӣ
Маънои муодилаи 1 дар фишори доимӣ (P) чунин аст, ки агар ҳарорати мутлақ (T) тағйир ёбад, ҳаҷми (V)-и газ низ тағйир меёбад, ки таносуби байни ҳарорати мутлақ ва ҳаҷм ҳамеша доимӣ бошад. Агар ҳарорати мутлақи газ зиёд шавад, ҳаҷми газ низ зиёд мешавад ё баръакс, агар ҳарорати мутлақи газ кам шавад,
ҳаҷми газ низ кам мешавад, аз ин рӯ, таносуби байни ҳарорат ва ҳаҷм ҳамеша доимӣ аст. Ҳарорати мутлақи газ ҳарорати газ аст, ки дар миқёси Келвин нишон дода шудааст. Агар ҳарорат ҳанӯз дар миқёси Селсий бошад, аввал онро ба миқёси Келвин иваз кунед.
Қонуни Гей-Люссак
Ҷозеф Гей-Люссак (1778-1850) таҷриба гузаронд ва муайян кард, ки агар ҳаҷми газ доимӣ бошад, ҳангоми афзоиши фишори газ ҳарорати мутлақи газ меафзояд. Ба ҳамин монанд, ҳангоми коҳиш ёфтани фишори газ, ҳарорати мутлақи газ коҳиш меёбад. Дар ҳаҷми доимӣ, фишори газ мустақиман ба ҳарорати мутлақи газ мутаносиб аст. Ин робита Қонуни Гей-Люссак номида мешавад. Аз ҷиҳати математикӣ:
Фишор α Ҳарорат → Ҳаҷми доимӣ
P α T → V доимӣ аст
Маънои муодилаи 1 дар он аст, ки дар ҳаҷми доимӣ (V), агар фишори (P)-и газ тағйир ёбад, ҳарорати мутлақи (T)-и газ низ тағйир меёбад, то таносуби байни фишор ва ҳарорати мутлақ доимӣ бошад. Ба ибораи дигар, агар фишори газ зиёд шавад, ҳарорати мутлақи газ низ зиёд мешавад ё баръакс, агар фишори газ кам шавад,
ҳарорати мутлақи газ низ кам мешавад, аз ин рӯ таносуби байни фишор ва ҳарорат ҳамеша доимӣ аст.
Ҳарорати мутлақи газ ҳарорати газ аст, ки дар миқёси Келвин нишон дода шудааст. Агар ҳарорат ҳанӯз дар миқёси Селсий бошад, аввал онро ба миқёси Келвин иваз кунед.
Лутфан қайд кунед, ки қонуни Бойл, қонуни Чарлз ва қонуни Гей-Люссак вақте натиҷаҳои дақиқ медиҳанд, ки фишор ва зичии газ он қадар назаррас набошанд. Ғайр аз ин, ин се қонун танҳо ба газе низ дахл доранд, ки ҳарорати он ба нуқтаи ҷӯшиш наздик нест.
Бар асоси ин далел, метавон хулоса кард, ки қонуни Бойл, қонуни Чарлз ва қонуни Гей-Люссакро ба ҳама шароити газ татбиқ кардан мумкин нест. Азбаски он наметавонад ба ҳама шароити воқеии газ ишора кунад, ба мо мафҳуми Гази идеалӣ лозим аст. Ин гази идеалӣ дар ҳаёти ҳаррӯза вуҷуд надорад. Гази идеалӣ танҳо як модели идеалӣ аст, ки ба мафҳуми идеалии сахт ва моеъ монанд аст. Пас, мо фарз мекунем, ки се қонуни гази дар боло зикршуда дар ҳама шароити идеалии газ татбиқ мешаванд.
Ҳангоми ҳалли масъалаҳои қонуни газ, ҳарорат бояд дар шкалаи Келвин нишон дода шавад. Агар фишори газ ҳанӯз ҳам шакли ченкунии фишор бошад, аввал онро ба фишори мутлақ иваз кунед. Фишори мутлақ = фишори атмосфера + фишори ченкунӣ
