Òfin Boyle, Òfin Charles àti Òfin G. Lussac
Òfin Boyle
Robert Boyle (1627–1691) ṣe àwọn àyẹ̀wò láti ṣe ìwádìí ìbáṣepọ̀ oníwọ̀n láàrín ìfúnpá gáàsì àti ìwọ̀n. Àyẹ̀wò yìí ní nínú fífi ìwọ̀n gáàsì kan sínú àpótí tí a ti sé. Ní ìwọ̀n tó dára, ó ṣàwárí pé tí a bá dúró ní ìwọ̀n otútù gáàsì náà, nígbà náà bí ìfúnpá gáàsì náà ṣe ń pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì náà ń dínkù. Bákan náà, nígbà tí ìfúnpá gáàsì bá ń dínkù, ìwọ̀n gáàsì náà ń pọ̀ sí i. Ìfúnpá gáàsì jẹ́ ìwọ̀n òdìkejì sí ìwọ̀n gáàsì. Àjọṣepọ̀ yìí ni a mọ̀ sí Òfin Boyle. Nípa ìṣirò:
A le kọ òfin Boyle gẹ́gẹ́ bí:
PV = dúró → idogba 1
P1 V1 =P2 V2 → idogba 2
Ìtumọ̀ ìṣirò 1 ni pé ní ìwọ̀n otútù tí ó dúró ṣinṣin (T), tí ìfúnpọ̀ (P) ti gaasi bá yípadà, ìfúnpọ̀ (V) ti gaasi náà yóò yípadà kí ìfúnpọ̀ àti ìfúnpọ̀ náà lè dúró ṣinṣin nígbà gbogbo. Tí ìfúnpọ̀ gaasi bá pọ̀ sí i, ìfúnpọ̀ gaasi náà yóò dínkù tàbí nígbà míì, tí ìfúnpọ̀ gaasi bá dínkù, ìfúnpọ̀ gaasi náà yóò pọ̀ sí i, kí ìfúnpọ̀ ti titẹ àti ìfúnpọ̀ náà lè dúró ṣinṣin nígbà gbogbo.
Àwòrán tí ó fi ìbáṣepọ̀ láàrín ìgbóná àti ìfúnpá hàn dàbí èyí tí ó wà ní ìsàlẹ̀ yìí. Gẹ́gẹ́ bí àwọn ìwádìí rẹ̀, Robert Boyle ṣàwárí pé ìwọ̀n gáàsì máa ń yípadà láìdáwọ́dúró, èyí tí ó mú kí ìlà lórí àwòrán náà dàbí èyí tí ó tẹ̀. Ìfúnpá tí a fi hàn lórí àwòrán náà jẹ́ ìfúnpá pípé, kì í ṣe ìfúnpá ìwọ̀n.
Òfin Charles
Ọgọ́rùn-ún ọdún lẹ́yìn tí Robert Boyle ṣàwárí ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n àti ìwọ̀n, onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ará Faransé Jacques Charles (1746–1823) ṣe ìwádìí lórí ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n otutu àti ìwọ̀n gaasi. Ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ìwádìí rẹ̀, ó ṣàwárí pé tí ìwọ̀n gaasi bá dúró ṣinṣin, nígbà náà bí ìwọ̀n otutu gaasi náà ṣe ń pọ̀ sí i, ìwọ̀n náà tún ń pọ̀ sí i. Ní ọ̀nà mìíràn, bí ìwọ̀n otutu gaasi náà ṣe ń dínkù, ìwọ̀n náà tún ń dínkù.
Àwọn àyípadà nínú ìwọ̀n gáàsì nítorí ìyípadà ìgbóná ara máa ń wáyé déédéé, nítorí náà ìlà lórí àtẹ yìí máa ń farahàn ní tààrà. Tí a bá fa ìlà lórí àtẹ náà ní ìwọ̀n otútù tí ó kéré sí i, yóò gbé àtẹ náà kọjá ní nǹkan bí -273°C. oC.
Láti inú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn àyẹ̀wò tí a ti ṣe, a rí i pé bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìwọ̀n ìyípadà nínú ìwọ̀n gaasi kọ̀ọ̀kan yàtọ̀ síra, nígbà tí a bá fa ìlà lórí àtẹ V-T ní ìwọ̀n otútù tí ó lọ sílẹ̀, ìlà náà máa ń gé ààlà náà ní nǹkan bí -273 oC. A le sọ pe ti a ba tu gaasi naa si ‐273 oC lẹhinna iwọn didun gaasi = 0. Ti a ba tun tutu gaasi naa titi iwọn otutu yoo fi wa ni isalẹ -273 oC nígbà náà ni ìwọ̀n gáàsì náà yóò jẹ́ odi, ohun tí kò ṣeé ṣe.
Nítorí náà -273 oC ni iwọn otutu to kere julọ ti a le de. Nitori pe ila naa n kọja ipo naa ni ayika ‐273 oC lẹ́yìn náà gẹ́gẹ́ bí àdéhùn gbogbogbòò, a pinnu pé ìwọ̀n otútù tó kéré jùlọ tí a lè dé ni -273,15 oC. ‐273,15 oA pe C ni iwọn otutu odo patapata ati pe a lo bi itọkasi fun iwọn iwọn pipe, ti a tun mọ si iwọn Kelvin. A fun Kelvin ni orukọ lẹhin Lord Kelvin (1824–1907), onimọ-jinlẹ ara ilu Gẹẹsi kan. Lori iwọn yii, iwọn otutu ni a fihan ni Kelvin (K), kii ṣe awọn iwọn Kelvin (oK). Ijinna laarin awọn iwọn jẹ kanna bi lori iwọn Celsius. 0 K = ‐273,15 oC àti 273,15 K = 0 oC.
A le yi iwọn otutu pada ninu iwọn Celsius si iwọn Kelvin nipa fifi 273,15 kun, iwọn otutu ni iwọn Kelvin le yi pada si iwọn Celsius nipa yiyọkuro 273,15. Ni iṣiro:
T (K) = T (oC) + 273,15
T (oC) = T (K) - 273,15
Alaye:
T = Iwọn otutu
K = Kelvin
C = Celsius
Tí a bá fi ìwọ̀n otutu Kelvin hàn, àwòrán tí ó wà lókè yìí yóò dà bí àwòrán tí ó wà ní ìsàlẹ̀ yìí.
Láti orí àwòrán yìí, a lè parí èrò sí pé ní ìfúnpá tí ó dúró ṣinṣin, ìwọ̀n gáàsì máa ń bá ìwọ̀n gáàsì mu ní tààrà. Tí ìwọ̀n gáàsì bá pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì náà máa ń pọ̀ sí i; ní ọ̀nà mìíràn, tí ìwọ̀n gáàsì bá dínkù, ìwọ̀n gáàsì náà máa ń dínkù. Ìbáṣepọ̀ yìí ni a mọ̀ sí òfin Charles. Ní ti ìṣirò, a kọ ọ́ báyìí:
Iwọn didun ∝ Iwọn otutu → titẹ nigbagbogbo
V ∝ T → P dúró ṣinṣin
A le kọ ofin Charles bayii:
Ìtumọ̀ ìfojúsùn 1 ni pé ní ìfúnpá tí ó dúró ṣinṣin (P), tí ìgbóná tí ó dúró ṣinṣin (T) ti gáàsì bá yípadà, ìgbóná (V) ti gáàsì náà yóò yípadà kí àbájáde ìfiwéra láàárín ìgbóná tí ó dúró ṣinṣin àti ìgbóná náà lè dúró ṣinṣin nígbà gbogbo. Tí ìgbóná tí ó dúró ṣinṣin ti gáàsì bá pọ̀ sí i, ìgbóná tí ó dúró ṣinṣin ti gáàsì náà yóò pọ̀ sí i, tàbí ní ìdàkejì, tí ìgbóná tí ó dúró ṣinṣin ti gáàsì bá dínkù, ìgbóná tí ó dúró ṣinṣin ti gáàsì náà yóò dínkù, kí àfiwéra láàrín ìgbóná àti ìgbóná náà lè dúró ṣinṣin nígbà gbogbo. Ohun tí a túmọ̀ sí ìgbóná tí ó dúró ṣinṣin ti gáàsì ni ìgbóná tí gáàsì náà ń fihàn lórí ìwọ̀n Kelvin. Tí ìgbóná náà bá ṣì wà lórí ìwọ̀n Celsius, nígbà náà yí i padà sí ìwọ̀n Kelvin ní àkọ́kọ́.
Òfin Gay-Lussac
Joseph Gay-Lussac (1778–1850) ṣe àyẹ̀wò kan ó sì ṣàwárí pé tí a bá dúró ní ìwọ̀n gáàsì kan, bí ìfúnpọ̀ gáàsì náà ṣe ń pọ̀ sí i, ìwọ̀n gáàsì náà tún ń pọ̀ sí i. Ní ọ̀nà mìíràn, bí ìfúnpọ̀ gáàsì náà ṣe ń dínkù, ìwọ̀n gáàsì náà ń dínkù. Ní ìwọ̀n tí ó dúró ní ìbámu, ìwọ̀n gáàsì náà ń bá ìwọ̀n tí ó dúró ní ìbámu tààrà sí ìwọ̀n tí ó dúró ní ìbámu. Àjọṣepọ̀ yìí ni a ń pè ní Òfin Gay-Lussac. Ní ti ìṣírò:
Ìfúnpá ∝ Ìwọ̀n otútù → Ìwọ̀n tó dúró ṣinṣin
P ∝ T → V dúró ṣinṣin
A le kọ ofin Gay-Lussac bayii:
Ìtumọ̀ ìṣirò 1 ni pé ní ìwọ̀n tí ó dúró ṣinṣin (V), tí ìfúnpọ̀ (P) ti gaasi bá yípadà, ìwọ̀n otútù pípé (T) ti gaasi náà yóò yípadà kí àfiwéra láàrín ìfúnpọ̀ àti ìwọ̀n otútù pípé jẹ́ èyí tí ó dúró ṣinṣin. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, tí ìfúnpọ̀ gaasi bá pọ̀ sí i, ìwọ̀n otútù pípé ti gaasi náà yóò pọ̀ sí i, tàbí ní ọ̀nà mìíràn, tí ìfúnpọ̀ gaasi bá dínkù, ìwọ̀n otútù pípé ti gaasi náà yóò dínkù, kí àfiwéra láàrín ìfúnpọ̀ àti ìwọ̀n otútù jẹ́ èyí tí ó dúró ṣinṣin nígbà gbogbo.
Ohun tí a túmọ̀ sí ni ìwọ̀n otútù gáàsì tí a fihàn lórí ìwọ̀n Kelvin. Tí ìwọ̀n otútù náà bá ṣì wà lórí ìwọ̀n Celsius, ẹ kọ́kọ́ yí i padà sí ìwọ̀n Kelvin.
Ó ṣe pàtàkì láti kíyèsí pé òfin Boyle, òfin Charles, àti òfin Gay-Lussac máa ń fúnni ní àwọn àbájáde tó péye tí ìfúnpá àti ìwọ̀n gáàsì kò bá ga jù. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, òfin mẹ́ta yìí kan àwọn gáàsì tí ìwọ̀n otútù wọn kò sún mọ́ ibi tí wọ́n ti ń gbóná.
Nítorí òtítọ́ yìí, a lè parí èrò sí pé òfin Boyle, òfin Charles, àti òfin Gay-Lussac kò le lò fún gbogbo ipò gaasi. Nítorí pé a kò le lò wọ́n fún gbogbo ipò gaasi gidi, a nílò èrò ti gaasi pípé, tàbí gaasi pípé. Gaasi pípé yìí kò sí ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́. Gaasi pípé jẹ́ àpẹẹrẹ pípé, tí ó jọra pẹ̀lú àwọn èrò ti ara líle àti omi pípé. Nítorí náà, a gbà pé àwọn òfin gaasi mẹ́ta tí ó wà lókè yìí wúlò lábẹ́ gbogbo ipò gaasi pípé.
Nígbà tí a bá ń yanjú àwọn ìṣòro òfin gaasi, a gbọ́dọ̀ fi ìwọ̀n otutu hàn lórí ìwọ̀n Kelvin. Tí ìwọ̀n gaasi bá ṣì jẹ́ ìwọ̀n titẹ, a kọ́kọ́ yí i padà sí ìwọ̀n titẹ gidi. Ìwọ̀n titẹ gidi = ìwọ̀n afẹ́fẹ́ + ìwọ̀n barometricr.
