Maqola Boyl qonuni, Charlz qonuni, Gey-Lyussak qonuni
Boyl qonuni
Robert Boyl (1627-1691) gaz bosimi va hajmi o'rtasidagi miqdoriy bog'liqlikni o'rganish uchun tajribalar o'tkazdi. Bu tajriba yopiq idishga ma'lum miqdorda gaz kiritish orqali amalga oshiriladi. Juda yaxshi yondashuvga qadar, u agar gaz harorati doimiy ravishda saqlansa, gaz bosimi oshganda gaz hajmi kamayishini aniqladi. Xuddi shunday, gaz bosimi pasayganda, gaz hajmi ortadi. Gaz bosimi gaz hajmiga teskari proportsionaldir. Bu bog'liqlik Boyl qonuni sifatida tanilgan. Matematik jihatdan:
Boyl qonunini quyidagicha ham yozish mumkin:
PV = doimiy → 1-tenglama
P 1 V 1 = P 2 V 2 → 2-tenglama
1-tenglamaning ma'nosi shundaki, agar gaz bosimi (P) o'zgarsa, doimiy haroratda (T) gaz hajmi (V) ham o'zgaradi,
shuning uchun bosim va hajm o'rtasidagi ko'paytma natijalari doimo o'zgarmas bo'ladi. Agar gaz bosimi oshsa, gaz hajmi kamayadi yoki aksincha, agar gaz bosimi pasaysa, gaz hajmi oshadi, shuning uchun bosim va hajm o'rtasidagi ko'paytma har doim o'zgarmas bo'ladi.
Hajm va bosim o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatuvchi grafik quyidagi rasmda ko'rsatilgandek ko'rinadi. Tajriba natijalariga asoslanib, Robert Boyl gaz hajmi tartibsiz ravishda o'zgarishini aniqladi, shuning uchun grafikdagi chiziqlar egri ko'rinadi. Grafikda tasvirlangan bosim absolyut bosimdir.
Charlz qonuni
Robert Boyl hajm va bosim o'rtasidagi bog'liqlikni kashf etganidan yuz yil o'tgach, Jak Charlz (1746-1823) ismli fransuz olimi harorat va gaz hajmi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rganib chiqdi. Tajriba natijalariga asoslanib, u gaz bosimi har doim o'zgarmas bo'lganda, gaz harorati oshganda, gaz hajmi ham oshishini aniqladi. Aksincha, gaz harorati pasayganda, gaz hajmi ham kamayadi.
Harorat o'zgarishi tufayli gaz hajmining o'zgarishi muntazam ravishda sodir bo'ladi, shuning uchun bu grafikdagi chiziqlar to'g'ri ko'rinadi. Agar grafikdagi chiziqlar harorat pasayguncha tasvirlangan bo'lsa, u holda chiziq o'qni -273 o C atrofida kesib o'tadi.
O'tkazilgan ko'plab tajribalarga asoslanib, har bir gaz hajmining o'zgarishi kattaligi har xil bo'lsa-da,
VT diagrammasidagi chiziqlar pastroq haroratga tortilganda, chiziq har doim o'qni -273 o C atrofida kesib o'tadi. Agar gaz -273 o C gacha sovutilsa, gaz hajmi = 0 bo'ladi, deyishimiz mumkin. Agar gaz harorat -273 o C dan pastga tushguncha yana sovutilsa, gaz hajmi manfiy bo'ladi, bu mumkin emas.
Shunday qilib -273 oC - erishish mumkin bo'lgan eng past harorat. Chunki chiziq o'qni -273 atrofida kesib o'tadi. oKelishuvga ko'ra, C ga ko'ra, erishish mumkin bo'lgan eng past harorat -273.15 ekanligi aniqlandi. oC. -273.15 oC mutlaq nol harorat deb ataladi va mutlaq shkala, ya'ni Kelvin shkalasi sifatida ishlatiladi. Kelvin - bu britaniyalik fizik Lord Kelvinning (1824-1907) ismi. Bu shkala bo'yicha harorat Kelvinda emas, balki Kelvinda (K) ifodalanadi.oK) daraja. Graduslar orasidagi masofa Selsiy shkalasidagi kabi. 0 K = -273.15 oC va 273.15 K = 0 oC.
Selsiy shkalasidagi haroratni 273.15 qo'shish orqali Kelvin shkalasiga, Kelvin shkalasidagi haroratni esa 273.15 ni kamaytirish orqali Selsiy shkalasiga o'tkazish mumkin. Matematik jihatdan:
T (K) = T ( o C) + 273.15
T ( o C) = T (K) – 273.15
T = Harorat
K = Kelvin
C = Selsiy
Agar harorat Kelvin shkalasida ifodalansa, yuqoridagi jadval quyidagi rasmga o'xshaydi.
Ushbu grafik asosida shunday xulosaga kelish mumkinki, o'zgarmas bosimda gaz hajmi har doim gazning absolyut haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Agar gazning absolyut harorati oshsa, gaz hajmi ham oshadi, aksincha, agar gazning absolyut harorati pasaysa, gaz hajmi ham kamayadi. Bu bog'liqlik Charlz qonuni sifatida tanilgan. Matematik jihatdan:
Hajm α Harorat → Doimiy bosim
V α T → P doimiysi
1-tenglamaning ma'nosi shundaki, agar absolyut harorat (T) o'zgarsa, gaz hajmi (V) ham shunday o'zgaradiki, absolyut harorat va hajm o'rtasidagi nisbat har doim o'zgarmas bo'ladi. Agar gazning absolyut harorati oshsa, gaz hajmi ham oshadi yoki aksincha, agar gazning absolyut harorati pasaysa,
gaz hajmi ham kamayadi, shuning uchun harorat va hajm o'rtasidagi nisbat har doim o'zgarmasdir. Gazning absolyut harorati - bu Kelvin shkalasida ko'rsatilgan gaz harorati. Agar harorat hali ham Selsiy shkalasida bo'lsa, uni avval Kelvin shkalasiga o'zgartiring.
Gey-Lussak qonuni
Jozef Gey-Lyussak (1778-1850) tajriba o'tkazdi va agar gaz hajmi doimiy bo'lsa, gaz bosimi oshganda, gazning absolyut harorati oshishini aniqladi. Xuddi shunday, gaz bosimi pasayganda, gazning absolyut harorati pasayadi. Doimiy hajmda gaz bosimi gazning absolyut haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Bu bog'liqlik Gey-Lyussak qonuni deb ataladi. Matematik jihatdan:
Bosim α Harorat → Doimiy hajm
P α T → V doimiy
1-tenglamaning ma'nosi shundaki, doimiy hajmda (V) gazning bosimi (P) o'zgarsa, gazning absolyut harorati (T) ham o'zgaradi, shuning uchun bosim va absolyut harorat o'rtasidagi nisbat doimiy bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, agar gaz bosimi oshsa, gazning absolyut harorati ham oshadi yoki gaz bosimi pasaysa, aksincha,
gazning absolyut harorati ham pasayadi, shuning uchun bosim va harorat o'rtasidagi nisbat har doim o'zgarmas bo'ladi.
Gazning absolyut harorati - bu Kelvin shkalasi bo'yicha ko'rsatilgan gaz harorati. Agar harorat hali ham Selsiy shkalasida bo'lsa, avval uni Kelvin shkalasiga o'zgartiring.
Iltimos, Boyl qonuni, Charlz qonuni va Gey-Lyussak qonuni gazning bosimi va zichligi juda muhim bo'lmagan hollarda aniq natijalar berishini unutmang. Bundan tashqari, uchta qonun faqat harorati qaynash nuqtasiga yaqin bo'lmagan gazga ham tegishli.
Ushbu faktga asoslanib, Boyl qonuni, Charlz qonuni va Gey-Lyussak qonunini barcha gaz sharoitlariga qo'llash mumkin emas degan xulosaga kelish mumkin. Chunki u barcha haqiqiy gaz sharoitlariga taalluqli emas, bizga Ideal Gaz tushunchasi kerak. Bu ideal gaz kundalik hayotda mavjud emas. Ideal gaz shunchaki ideal qattiq va suyuq tushunchaga o'xshash ideal modeldir. Shunday qilib, yuqoridagi uchta gaz qonuni barcha ideal gaz sharoitlariga qo'llaniladi deb taxmin qilamiz.
Gaz qonuni masalalarini yechishda harorat Kelvin shkalasida ifodalanishi kerak. Agar gaz bosimi hali ham o'lchash bosimi shaklida bo'lsa, uni avval absolyut bosimga o'zgartiring. Absolyut bosim = atmosfera bosimi + o'lchash bosimi
