Ìbáṣepọ̀ láàrin Ìfúnpá àti Ìwọ̀n Gáàsì
Pengantar
Nínú fisiksi àti kemistri, onírúurú àwọn èrò ìpìlẹ̀ ló wà tí wọ́n ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí òpó fún òye àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ àdánidá. Ọ̀kan lára irú èrò bẹ́ẹ̀ ni ìbáṣepọ̀ láàárín ìfúnpọ̀ gáàsì àti ìfúnpọ̀ gáàsì. Ìbáṣepọ̀ yìí ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú onírúurú òfin gáàsì, ọ̀kan nínú èyí ni Òfin Boyle. Lílóye ìbáṣepọ̀ láàárín ìfúnpọ̀ gáàsì àti ìfúnpọ̀ gáàsì ṣe pàtàkì nínú onírúurú ìlò, bíi ètò atẹ́gùn ènìyàn, ìmọ̀ ẹ̀rọ ìpamọ́ gáàsì, àti àwọn ẹ̀rọ ìjóná inú. Àpilẹ̀kọ yìí yóò ṣàlàyé àwọn èrò ìpìlẹ̀ tó jọra, àwọn ìtumọ̀ wọn àti àwọn ìlò wọn.
Ìbáṣepọ̀ Pàtàkì: Òfin Boyle
Òfin Boyle jẹ́ ọ̀kan lára àwọn òfin gáàsì tó ṣe pàtàkì jùlọ, tí Robert Boyle ṣàwárí ní ọ̀rúndún kẹtàdínlógún. Òfin yìí sọ pé fún iye gáàsì tó wà ní ìwọ̀n otútù tó dúró ṣinṣin, ìfúnpá gáàsì náà jẹ́ ìwọ̀n tó yàtọ̀ sí ìwọ̀n rẹ̀. Ní ti ìṣirò, a lè fi ìlànà Boyle hàn nípa lílo ìṣirò náà:
\[ P \times V = k \]
Mo ṣe é:
– \(P\) = Ìfúnpá gáàsì
– \(V\) = Iwọn gáàsì
– \(k\) = Àìdára (fún gáàsì tí a fún ní iwọ̀n otútù tí a fún)
Láti inú ìṣirò yìí, a lè parí èrò sí pé tí a bá dín iye gaasi kù, ìfúnpá gaasi yóò pọ̀ sí i àti ní ìdàkejì.
Àwọn Àdánwò àti Ìríran
Ọ̀nà kan láti lóye òfin yìí dáadáa ni nípasẹ̀ ìwádìí tó rọrùn. Ká sọ pé a ní páìpù onígun mẹ́rin pẹ̀lú písítọ̀n tó ṣeé gbé kiri. Nínú páìpù yìí ni ìwọ̀n gáàsì kan wà. Tí a bá dín ìwọ̀n gáàsì náà kù nípa títì písítọ̀n náà sísàlẹ̀, ìwọ̀n gáàsì náà yóò pọ̀ sí i. Ní ọ̀nà mìíràn, tí a bá fa písítọ̀n náà sókè, tí a bá ń mú ìwọ̀n gáàsì náà pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì náà yóò dín kù.
Àwòrán àwòrán ìbáṣepọ̀ yìí sábà máa ń ní nínú àwòrán tí a fi ń ṣe àfihàn ìfúnpọ̀ (P) sí ìfúnpọ̀ (V). Nítorí ìbáṣepọ̀ adìẹ àti ẹyin láàrín ìfúnpọ̀ àti ìfúnpọ̀, àwòrán yìí yóò fi ìtẹ̀sí hyperbolic hàn.
Àwọn Ohun Tí A Lè Lo Òfin Boyle
1. Ètò Ẹ̀mí
Nínú ara ènìyàn, a lè rí òfin Boyle nínú ètò ìmí. Nígbà tí a bá mí èémí, iṣan diaphragm àti iṣan intercostal máa ń dì, èyí tí yóò mú kí ìwọ̀n ihò àyà pọ̀ sí i. Ìbísí nínú ìwọ̀n yìí máa ń dín ìwọ̀n afẹ́fẹ́ inú ẹ̀dọ̀fóró kù, èyí sì máa ń jẹ́ kí afẹ́fẹ́ máa ṣàn sínú ẹ̀dọ̀fóró láti òde. Nígbà tí a bá mí èémí, ìwọ̀n ihò àyà máa ń dín kù, èyí sì máa ń mú kí ìwọ̀n náà pọ̀ sí i, ó sì máa ń mú kí afẹ́fẹ́ jáde kúrò nínú ẹ̀dọ̀fóró.
2. Ìmọ̀-ẹ̀rọ Ìtọ́jú Gáàsì
Àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ onípele gíga, bí irú èyí tí a lò fún wíwẹ̀ omi ní scuba àti ibi ìpamọ́ gáàsì ìṣègùn, tún ń lo òfin Boyle. Àwọn gáàsì wọ̀nyí ni a ń tọ́jú sínú àpò náà ní ìfúnpọ̀ gíga láti dín ìwọ̀n wọn kù kí a lè tọ́jú gáàsì púpọ̀ sí i. Nígbà tí gáàsì náà bá tú jáde, ìfúnpọ̀ náà yóò dínkù, ìwọ̀n gáàsì náà yóò sì pọ̀ sí i bí ó ṣe yẹ.
3. Ẹ̀rọ Ìjóná Inú
Ìlànà ìpìlẹ̀ ti ẹ̀rọ ìjóná inú, bí èyí tí a rí nínú ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, tún ní í ṣe pẹ̀lú òfin Boyle. Nígbà tí pístọ̀n náà bá wà ní ìsàlẹ̀ àárín òkú, àdàpọ̀ afẹ́fẹ́ àti epo máa ń wọ inú sílíńdà. Lẹ́yìn náà, pístọ̀n náà máa ń tẹ̀síwájú nínú ìfúnpọ̀ yìí, èyí sì máa ń fa ìfúnpọ̀ púpọ̀ sí i. Lẹ́yìn náà, a máa ń jó àdàpọ̀ gáàsì yìí, èyí tí yóò mú kí pístọ̀n náà padà sí ìsàlẹ̀, èyí tí yóò sì mú kí ìṣípo ẹ̀rọ tí ó yẹ láti gbé ọkọ̀ náà sókè wá.
Àwọn ìyàtọ̀ láti inú òfin Boyle
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé Òfin Boyle kan àwọn gáàsì tó dára jùlọ, ní òótọ́, kì í ṣe gbogbo gáàsì ló ń hùwà dáadáa. Lábẹ́ àwọn ipò kan, bíi ní àwọn ìfúnpá gíga tàbí ní àwọn òtútù tó lọ sílẹ̀ gan-an, àwọn gáàsì gidi máa ń fi ìyàtọ̀ hàn sí Òfin Boyle. Èyí jẹ́ nítorí agbára ìfàmọ́ra àárín molecule àti ìwọ̀n àwọn molecule tí kò ṣeé fojú rí lábẹ́ àwọn ipò wọ̀nyí.
Àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìṣètò tó díjú jùlọ fún ipò fún àwọn gáàsì gidi, bíi ìṣètò Van der Waals, láti ṣàlàyé fún àwọn ìyàtọ̀ wọ̀nyí. Ìṣètò Van der Waals tún Òfin Boyle ṣe nípa fífi àwọn ohun méjì tó ń ṣe àtúnṣe kún un: ọ̀kan láti ṣe àtúnṣe fún ìwọ̀n àwọn molecule àti òmíràn fún àwọn agbára tó ń fani mọ́ra láàárín àwọn molecule.
A ṣe àfihàn ìgbékalẹ̀ Van der Waals gẹ́gẹ́ bí:
\[ \left( P + \frac{an^2}{V^2} \right) \left( V – nb \right) = nRT \]
Mo ṣe é:
– \(P\) = Ìfúnpá gáàsì
– \(V\) = Iwọn gáàsì
– \(n\) = Iye awọn moles
– \(T\) = Iwọn otutu gaasi
– \(R\) = Àìdúró gáàsì gbogbogbòò
– \(a\) àti \(b\) = Àwọn ohun tí ó dúró lórí irú gáàsì
Ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú Àwọn Òfin Gáàsì Míràn
Yàtọ̀ sí Òfin Boyle, ọ̀pọ̀lọpọ̀ òfin gáàsì mìíràn tún wà tí wọ́n para pọ̀ jẹ́ ìpìlẹ̀ ẹ̀kọ́ gáàsì kinetic àti thermodynamics. Àwọn òfin gáàsì mìíràn àti ìbáṣepọ̀ wọn pẹ̀lú ìwọ̀n àti ìfúnpá nìyí:
1. Òfin Charles
Òfin Charles sọ pé ìwọ̀n gáàsì kan dọ́gba tààrà pẹ̀lú ìwọ̀n otútù rẹ̀ ní ìfúnpọ̀ tí ó dúró ṣinṣin. Èyí túmọ̀ sí wípé tí ìwọ̀n otútù gáàsì bá pọ̀ sí i, ìwọ̀n náà yóò pọ̀ sí i nígbà tí ìwọ̀n náà bá dúró ṣinṣin.
2. Òfin Gay-Lussac
Òfin Gay-Lussac sọ pé ìfúnpọ̀ gáàsì kan jẹ́ ìwọ̀n tààrà sí ìwọ̀n otútù rẹ̀ ní ìwọ̀n tó dúró ṣinṣin. Nítorí náà, tí ìwọ̀n otútù gáàsì bá pọ̀ sí i ní ìwọ̀n tó dúró ṣinṣin, ìfúnpọ̀ gáàsì náà yóò pọ̀ sí i.
3. Òfin Avogadro
Òfin Avogadro sọ pé ní ìwọ̀n àti ìwọ̀n otútù kan náà, ìwọ̀n gáàsì kan dọ́gba tààrà pẹ̀lú iye àwọn gáàsì. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, iye gáàsì kan náà yóò ní ìwọ̀n tó dọ́gba pẹ̀lú ìwọ̀n àti ìwọ̀n otútù kan náà.
4. Ìbáṣepọ̀ Gáàsì Tó Dáadáa
Ìdápọ̀ Gaasi Ideal jẹ́ àpapọ̀ àwọn òfin mẹ́ta tí a kọ sílẹ̀ lókè yìí, èyí tí a fihàn ní ìrísí:
\[ PV = nRT \]
Ipari
Lílóye ìbáṣepọ̀ láàárín ìfúnpá àti ìwọ̀n gáàsì jẹ́ pàtàkì fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ẹ̀ka ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì àti ìmọ̀ ẹ̀rọ. Òfin Boyle, ọ̀kan lára àwọn òfin gáàsì pàtàkì, fúnni ní òye àkọ́kọ́ nípa bí gáàsì ṣe ń hùwà lábẹ́ onírúurú ipò. Àwọn ohun tí a ń lò ó gbòòrò, láti àwọn ìlànà ẹ̀dá bí ìmí sí i dé àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ojoojúmọ́ bí ẹ̀rọ ìjóná inú àti ibi ìpamọ́ gáàsì. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé Òfin Boyle wúlò gan-an, àwọn ipò kan wà níbi tí gáàsì gidi kò ti tẹ̀lé òfin yìí dáadáa, àti pé a nílò àwọn àpẹẹrẹ tó gbòòrò jù bíi ìṣètò Van der Waals láti lóye ìwà gáàsì lábẹ́ àwọn ipò tó le koko. Ìmọ̀ yìí, pẹ̀lú àwọn òfin gáàsì mìíràn, ni ó jẹ́ ìpìlẹ̀ fún òye wa nípa àwọn ohun tí a nílò ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́ àti nínú ìdàgbàsókè ìmọ̀ ẹ̀rọ tó ti ní ìlọsíwájú.
