Berilgan gaz massasining holatini tavsiflovchi parametrlar orasidagi bog'liqlikni o'rganish, biz parametrlardan birining o'zgarmasligi bilan sodir bo'ladigan gaz jarayonlarini o'rganishdan boshlaymiz. Ingliz olimi Boyl(1669 yilda) va fransuz olimi marriott(1676 yilda) bosim o'zgarishining doimiy haroratda gaz hajmining o'zgarishiga bog'liqligini ifodalovchi qonunni kashf etdi. Keling, quyidagi tajribani qilaylik.
Tutqichni burab, biz A silindridagi gaz (havo) hajmini o'zgartiramiz (11-rasm, a). Bosim o'lchagichga ko'ra, biz gaz bosimining ham o'zgarishini ta'kidlaymiz. Biz idishdagi gaz hajmini o'zgartiramiz (hajm B shkalasida aniqlanadi) va bosimni payqab, ularni jadvalga yozamiz. 1. Undan ko'rinib turibdiki, gaz hajmi va uning bosimining ko'paytmasi deyarli o'zgarmas bo'lgan: gazning hajmi necha marta kamaygan, uning bosimi ham shuncha ko'paygan.
Shunga o'xshash, aniqroq tajribalar natijasida aniqlandi: gazning ma'lum massasi uchun doimiy haroratda gaz bosimi gaz hajmining o'zgarishiga teskari mutanosib ravishda o'zgaradi. Bu Boyl-Mariotte qonunining formulasi. Matematik jihatdan ikkita holat uchun u quyidagicha yoziladi:
Doimiy haroratda gaz holatini o'zgartirish jarayoni deyiladi izotermik. Boyl-Mariot qonunining formulasi gazning izotermik holati tenglamasidir. Doimiy haroratda molekulalarning o'rtacha tezligi o'zgarmaydi. Gaz hajmining o'zgarishi molekulalarning tomir devorlariga urish sonining o'zgarishiga olib keladi. Bu gaz bosimining o'zgarishining sababi.
Keling, ushbu jarayonni, masalan, ish uchun grafik tarzda tasvirlaylik V = 12 l, p = 1 at.. Gaz hajmini abscissa o'qiga, uning bosimini esa ordinata o'qiga chizamiz (11-rasm, b). Keling, V va p qiymatlarining har bir juftiga mos keladigan nuqtalarni topamiz va ularni bir-biriga bog'lab, biz izotermik jarayonning grafigini olamiz. Doimiy haroratda gazning hajmi va bosimi o'rtasidagi bog'liqlikni tasvirlaydigan chiziq izoterm deb ataladi. Sof shaklda izotermik jarayonlar sodir bo'lmaydi. Ammo ko'pincha gaz harorati ozgina o'zgarib turadigan holatlar mavjud, masalan, havo kompressor tomonidan silindrlarga pompalanganda, ichki yonish dvigatelining tsilindriga yonuvchan aralashma kiritilganda. Bunday hollarda gazning hajmi va bosimini hisoblash Boyl-Mariott qonuniga muvofiq amalga oshiriladi * .
Boyl-Mariott (izoterm) qonuni, ideal gazlardagi izotermik jarayonlarni tavsiflovchi asosiy gaz qonunlaridan biri. Uni 1662 yilda olimlar R. Boyl va 1676 yilda E. Mariotte bir-biridan mustaqil ravishda gaz bosimining doimiy haroratda uning hajmiga bog'liqligini eksperimental o'rganish jarayonida o'rnatdilar.
Boyl-Mariot qonuniga ko‘ra, doimiy haroratda (T=const) ideal gazning berilgan massasi (m) hajmi (V) uning bosimiga (p) teskari proportsionaldir:
pV = const = C da T=const va m=const
Doimiy C gazning massasiga (mollar soni) va uning mutlaq haroratiga proportsionaldir. Boshqacha qilib aytganda: ideal gazning berilgan massasi hajmi va uning bosimining mahsuloti doimiy haroratda doimiydir. Boyl qonuni - Mariotte qat'iy ideal gaz uchun amalga oshiriladi. Haqiqiy gazlar uchun Boyl-Mariott qonuni taxminan bajariladi. Deyarli barcha gazlar juda yuqori bo'lmagan bosimlarda ham, juda past haroratlarda ham ideal gazlar kabi harakat qiladilar.
Boyl qonuni - Mariotte gazlarning kinetik nazariyasidan kelib chiqadi, agar molekulalarning o'lchamlari ular orasidagi masofaga nisbatan ahamiyatsiz darajada kichik va molekulalararo o'zaro ta'sir yo'q degan taxmin qilingan. Yuqori bosimlarda molekulalar orasidagi tortishish kuchlari va molekulalarning hajmi uchun tuzatish kiritish kerak. Kleyperon tenglamasi singari, Boyl-Mariott qonuni ham van der Vaals tenglamasi bilan aniqroq tasvirlangan haqiqiy gazning harakatini cheklovchi holatni tasvirlaydi. Qonunning qo'llanilishi taxminan havoni kompressor bilan siqish jarayonida yoki nasosning pistoni ostidagi gazni idishdan chiqarishda kengayishi natijasida kuzatilishi mumkin.
Doimiy haroratda sodir bo'ladigan termodinamik jarayon izotermik jarayon deb ataladi. Uning grafikdagi tasviri (1-rasm) izoterm deb ataladi.
1-rasm
Gey-Lyusak qonuni. Isobar
Fransuz olimi J.Gey-Lyussak 1802-yilda gaz hajmining doimiy bosimdagi haroratga bogʻliqligini tajriba yoʻli bilan topdi. Ma'lumotlar Gay-Lyussak gaz qonuniga asoslanadi.
Gey-Lyussak qonunining formulasi quyidagicha: gazning ma'lum massasi uchun gazning bosimi o'zgarmasa, gaz hajmining uning haroratiga nisbati doimiy bo'ladi. Bu munosabat matematik tarzda quyidagicha yoziladi:
V/T=const, agar P=const va m=const
Bu qonunni taxminan harakatlanuvchi pistonli silindrda qizdirilganda gaz kengayganida kuzatish mumkin. Tsilindagi doimiy bosim pistonning tashqi yuzasida atmosfera bosimi bilan ta'minlanadi. Gey-Lyussak qonunining amaldagi yana bir ko'rinishi issiq havo sharidir. Gazlarni suyultirish (kondensatsiya) haroratiga yaqin past haroratlarda Gey-Lyussak qonuni hurmat qilinmaydi.
Qonun ideal gaz uchun amal qiladi. U o'z xususiyatlariga ko'ra idealga yaqin bo'lgan noyob gazlar uchun yaxshi ishlaydi. Gazning harorati etarlicha yuqori bo'lishi kerak.
Grafik jihatdan V-T koordinatalaridagi bu bog’liqlik T=0 nuqtadan chiqadigan to’g’ri chiziq sifatida tasvirlangan. Bu chiziq izobar deb ataladi. Turli xil izobarlarga turli bosimlar mos keladi. O'zgarmas bosimda termodinamik tizim holatini o'zgartirish jarayoni izobarik deb ataladi (2-rasm, izobar jarayonning grafigi).
2-rasm
Charlz qonuni. Isochora
Fransuz olimi J. Charlz 1787 yilda gaz bosimining doimiy hajmdagi haroratga bog'liqligini eksperimental tarzda topdi. Ma'lumotlar Charlzning gaz qonunining markazidir.
Charlz qonunining formulasi quyidagicha: gazning ma'lum massasi uchun gazning hajmi o'zgarmasa, gaz bosimining uning haroratiga nisbati doimiy bo'ladi. Bu munosabat matematik tarzda quyidagicha yoziladi:
P/T=const, agar V=const va m=const
Bu qonunni har qanday idishda yoki qizdirilgan lampochkada gaz bosimi ortishi bilan taxminan kuzatish mumkin. Doimiy hajmli gaz termometrlarida izoxorik jarayon qo'llaniladi. Charlz qonuni gazlarni suyultirish (kondensatsiya) haroratiga yaqin past haroratlarda hurmat qilinmaydi.
Qonun ideal gaz uchun amal qiladi. U o'z xususiyatlariga ko'ra idealga yaqin bo'lgan noyob gazlar uchun yaxshi ishlaydi. Gazning harorati etarlicha yuqori bo'lishi kerak. Jarayon juda sekin bo'lishi kerak.
Grafik jihatdan P-T koordinatalaridagi bu bog‘liqlik T=0 nuqtadan chiqadigan to‘g‘ri chiziq sifatida tasvirlangan. Bu chiziq izoxora deb ataladi. Turli xil hajmlar turli izoxoralarga mos keladi. Doimiy hajmda termodinamik tizim holatini o'zgartirish jarayoni izoxorik deyiladi. 3-rasm (izoxorik jarayonning grafigi).
Doimiy haroratda gaz egallagan hajm uning bosimiga teskari proportsionaldir.
Robert Boyl ilm-fan bo'sh vaqtlarini uni o'rganishga bag'ishlagan juda badavlat odamlar bo'lgan o'tgan davrning o'g'li, janob olimning yorqin namunasidir. Boylning aksariyat tadqiqotlari, zamonaviy tasnifga ko'ra, kimyoviy tajribalar sifatida tasniflangan, garchi u o'zini o'zi deb hisoblagan bo'lsa ham tabiat faylasufi(nazariy fizik) va tabiatshunos(eksperimental fizik). Ko'rinishidan, u dunyodagi birinchi havo nasoslaridan birining dizaynini ko'rgandan keyin gazlarning xatti-harakati bilan qiziqib qoldi. Ikki tomonlama havo-vakuum nasosining yana bir takomillashtirilgan versiyasini loyihalashtirib, qurib, u o'zining yangi apparati ulangan muhrlangan idishdagi gaz bosimining ko'tarilishi va pasayishi gazlarning xususiyatlariga qanday ta'sir qilishini o'rganishga qaror qildi. Boyl iste'dodli eksperimentator bo'lgan holda, ayni paytda o'sha davr uchun juda yangi va g'ayrioddiy qarashlarga amal qildi, fan faqat spekulyativ va falsafiy konstruktsiyalarga asoslanmasligi kerak, deb empirik kuzatishlar natijasida paydo bo'lishi kerak deb hisobladi.
Boyl formulasida qonun tom ma'noda shunday yangradi: "Tashqi kuch ta'sirida gaz elastik siqiladi va u yo'q bo'lganda u kengayadi, chiziqli siqilish yoki kengayish esa gazning elastik kuchiga proportsionaldir". Tasavvur qiling-a, siz shishgan balonni siqib chiqaryapsiz. Havo molekulalari orasida etarli bo'sh joy mavjud bo'lganligi sababli, siz bir oz kuch va ish bilan osongina balonni siqib, ichidagi gaz hajmini kamaytirishingiz mumkin. Bu gaz va suyuqlik o'rtasidagi asosiy farqlardan biridir. Masalan, suyuq suv to'pida molekulalar mahkam o'ralgan, xuddi to'p mikroskopik granulalar bilan to'ldirilgandek. Shuning uchun suv, havodan farqli o'laroq, elastik siqilishga yordam bermaydi. (Agar menga ishonmasangiz, suv bilan toʻldirilgan shishaning boʻyniga mahkam oʻrnatilgan probkani tiqingacha surib koʻring.) Boyl qonuni Charlz qonuni bilan birga Ideal gaz holati tenglamasining asosini tashkil etdi.
J.Trefil uni “Boyl qonuni” deb ataydi, lekin biz rus an’analarida qabul qilingan qonun nomini afzal ko‘rdik. — Eslatma. tarjimon.
Shuningdek qarang:
Robert Boyl, 1627-91
Ingliz-irland fizigi va kimyogari. Irlandiyaning Lismor qal'asida tug'ilgan, qirolicha Yelizaveta davrining mashhur sarguzashtchisi Kork grafining o'n to'rtinchi farzandi. Imtiyozli Eton maktabini tamomlagandan so'ng, u "yosh janoblar" orasida birinchi talabalardan biri bo'lib, u Evropa qit'asi bo'ylab uzoq sayohatga chiqdi va shu vaqt ichida Jeneva universitetida o'qishni davom ettirdi. 1648 yilda vataniga qaytib, u xususiy laboratoriya jihozladi va uning asosida fizik-kimyoviy tadqiqotlar bilan shug'ullanadi. 1658 yilda u Oksfordga ko'chib o'tdi, u erda Robert Xuk uning talabasi va laboranti bo'ldi ( sm. Huk qonuni), Qirollik jamiyatining bo'lajak ilmiy kotibi. Darvoqe, Boyl yosh Oksford olimlari davrasidan chiqqan Qirollik jamiyatining asoschilari va hammuassislaridan biri edi. Bir qator kashshof kimyoviy tajribalar, jumladan kislotalar va asoslarning xususiyatlarini batafsil o'rganish bo'yicha tajribalar o'tkazdi. Ba'zi ma'lumotlarga ko'ra, u birinchi bo'lib kimyoviy elementlarning mavjudligi haqidagi farazni ilgari surgan. U havo yonish va nafas olish uchun zarur ekanligini isbotladi. Ilm-fan sohasidagi o'qishdan tashqari, u Sharqiy Hindiston kompaniyasining hammuassisi va aktsiyadori bo'lgan va Britaniya imperiyasining sharqiy koloniyalari aholisini xristian diniga o'tkazish umidida faol missionerlik bilan shug'ullangan.
BOYLE-MARIOTT QONUNI
BOYLE-MARIOTT QONUNI, unga ko'ra doimiy haroratda gazning hajmi bosimga teskari proportsional bo'lgan qonun. Bu shuni anglatadiki, bosim oshgani sayin gaz hajmi kamayadi. Ushbu qonun birinchi marta 1662 yilda Robert BOYLE tomonidan ishlab chiqilgan. Uning yaratilishida fransuz olimi MARIOTT ham ishtirok etganligi sababli Angliyadan boshqa mamlakatlarda bu qonun qoʻsh nom deb ataladi. Bu IDEAL GAZ QONUNining alohida holati (gaz harakatining barcha qonunlariga ideal tarzda bo'ysunadigan faraziy gazni tavsiflaydi).
Gazning ma'lum miqdori siqilganda, hajmining pasayishi bilan uning bosimi ortadi. Boyl-Mario qonuni shuni ko'rsatadiki, har qanday haroratda bosim va hajm mahsuloti qisqarishda ham, kengayishda ham bir xil bo'lib qoladi. Grafik-baliq bu nisbatlarni ko'rsatadi. Ideal gaz deb ataladigan ushbu qonunga to'liq bo'ysunadigan gazni bir-biri bilan to'qnashadigan cheksiz kichik, mukammal elastik zarralar to'plami sifatida tasvirlash mumkin (po'lat sharli podshipniklar kabi). Belgilar: P - bosim, V-hajm, T), Tj, Tz va boshqalar. - har xil haroratlar (yuqori raqamlar yuqori haroratga mos keladi).
Ilmiy-texnik entsiklopedik lug'at.
Boshqa lug'atlarda "BOYLE-MARIOTTE LAW" nima ekanligini ko'ring:
Mahsulot dengiz sathidan sezilarli balandlikka (taxminan 2000 m) ko'tarilganda pechene muhrlangan qopdagi havo (yoki inert gaz) kengayadi Boyl Mariotte qonuni asosiy gaz qonunlaridan biri ... Vikipediya
Boylning Mariotte qonuni asosiy gaz qonunlaridan biridir. Qonun uni 1662 yilda kashf etgan irland fizigi, kimyogari va faylasufi Robert Boyl (1627 1691) sharafiga, shuningdek, ... ... Vikipediyani kashf etgan frantsuz fizigi Edme Mariotte (1620 1684) sharafiga nomlangan.
BOYLNING MARIOTTA QONUNI- asosiy gaz qonunlaridan biri, unga ko'ra doimiy haroratda T ma'lum bir massa uchun m ideal (qarang) bosim p va u egallagan V hajmining mahsuloti doimiy qiymatdir: pV \u003d konst ... Katta politexnika entsiklopediyasi
Boyl-Mariot qonuni- Boilio ir Marioto dėsnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Idealiųjų dujų dėsnis: suslėgtų dujų slėgio ir tūrio sandauga, kai temperatūra, nega. y. PV = konst. Realiosioms dujoms galioja tik apytiksliai… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas
Boyl-Mariot qonuni- Boilio ir Marioto dėsnis statusas T sritis fizika atticmenys: engl. Boyl va Mariot qonuni; Boyle Mariotte qonun vok. Boyle Mariottesches Gesetz, n rus. Boyl qonuni Mariotte, m pranc. loi de Boyle Mariotte, f … Fizikos terminų žodynas
Boyl-Mariott va Gey-Lyusak qonuni- Boilio, Marioto ir Gei Liusako dėsnis statusas T sritis fizika atticmenys: engl. Boyl Charlz qonuni; Boyle Gay Lussac qonun vok. Boyl Charlessches Gesetz, n; Boyl Mariotte Gey Lussacsches Gesetz, n rus. Mariotte va Gey Lussac tomonidan Boyl qonuni, m pranc ... Fizikos terminų žodynas
O'zgarmas haroratda gaz hajmining o'zgarishi bilan uning elastikligining o'zgarishi bilan bog'liq qonun. 1660 yilda kashf etilgan bu qonun, Eng. fizik Boyl va keyinchalik, lekin undan mustaqil ravishda Frantsiyadagi Mariotte, soddaligi va aniqligi bilan ... ... Entsiklopedik lug'at F.A. Brockhaus va I.A. Efron
Boyl Marriott qonuni- Boyl va Mariotte qonuni Boyl va Mariotte qonuni * Boyle Mariottesches Gesetz - ideal gazlar qonuni, po'lat haroratlarda bunday gazning tabiiy massasi hajmiga qandaydir bosim bilan zgidno, qiymati bo'ldi: (pV) t \ u003d const. Qo'shiq chegaralarida ...... Girnichiy ensiklopedik lug'ati
Holat tenglamasi Maqola Termodinamika turkumiga kiradi. Ideal gazning holat tenglamasi Van-der-Vaals tenglamasi Diterix tenglamasi Termodinamikaning bo'limlari Termodinamikaning boshlanishi Tenglama ... Vikipediya
Boyl Mariott qonuni: oʻzgarmas haroratda oʻzgarmas boʻlgan ideal gazning berilgan massasi hajmi va uning bosimi koʻpaytmasi; R. Boyl (1662) va E. Mariotte (1676) tomonidan mustaqil ravishda tashkil etilgan. * * * BOYLE MARIOTTE LAW BOYLE MARIOTTE LAW, ulardan biri… … ensiklopedik lug'at
Kitoblar
- Jadvallar to'plami. Fizika. Molekulyar kinetik nazariya (10 ta jadval), . 10 varaqdan iborat o'quv albomi. Braun harakati. Diffuziya. Jismlarning agregat holatlari. Qattiq tajriba. Harorat shkalasi. Ideal gazning bosimi. Boyl-Mariot qonuni. Gey-Lyusak qonuni. Qonun…
Qonun quyidagicha ifodalangan: gazning berilgan massasi hajmi va uning doimiy haroratdagi bosimining mahsuloti doimiy qiymatdir. Matematik jihatdan bu qonunni quyidagicha yozish mumkin:
P 1 V 1 = P 2 V 2 yoki PV = const(1)
Natijalar Boyl-Mariot qonunidan kelib chiqadi: doimiy haroratda gazning zichligi va kontsentratsiyasi gazning bosimiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:
(2);
(3) ,
qayerda d 1 - zichlik, C 1 - gazning P 1 bosimi ostida konsentratsiyasi; d 2 va C 2 - P 2 bosimi ostida mos keladigan qiymatlar.
1-misol 0,02 m 3 hajmli gaz ballonida 20 atm bosimdagi gaz mavjud. Agar uning haroratini o'zgartirmasdan silindrli klapan ochilgan bo'lsa, gaz qancha hajmni egallaydi? Yakuniy bosim 1 atm.
2-misol Siqilgan havo 10 m 3 hajmli gaz ushlagichiga (gaz yig'ish tanki) beriladi. Kompressor 1 atm bosimda daqiqada 5,5 m 3 atmosfera havosini so'rib olsa, uni 15 atm bosimga qadar pompalash uchun qancha vaqt kerak bo'ladi. Harorat doimiy deb hisoblanadi.
3-misol 4 atm bosimdagi 112 g azot 20 litr hajmni egallaydi. Azot kontsentratsiyasini 0,5 mol/l ga yetkazish uchun harorat o‘zgarmagan holda qanday bosim o‘tkazish kerak?
1.1.2 Gey-Lyussak va Charlz qonunlari
Gey-Lyussak doimiy bosimda harorat 1°C ga koʻtarilganda, maʼlum gaz massasining hajmi 0°S da uning hajmining 1/273 qismiga koʻpayishini aniqladi.
Matematik jihatdan bu qonun quyidagicha yozilgan:
(4)
,
qayerda V- t°S haroratda gaz hajmi, a V 0 – 0 ° C da gaz hajmi.
Charlz doimiy hajmda 1 ° C ga qizdirilgan gazning ma'lum bir massasining bosimi 0 ° C da gaz bosimining 1/273 ga oshishini ko'rsatdi. Matematik jihatdan bu qonun quyidagicha yozilgan:
(5)
,
bu yerda P 0 va P mos ravishda 0S va tS haroratdagi gaz bosimi.
Tselsiy shkalasini Kelvin shkalasi bilan almashtirganda, ular orasidagi munosabatlar T = 273 + munosabati bilan belgilanadi. t, Gey-Lyussak va Charlz qonunlarining formulalari juda soddalashtirilgan.
Gey-Lyusak qonuni: Doimiy bosimda ma'lum gaz massasining hajmi uning mutlaq haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:
(6)
.
Charlz qonuni: doimiy hajmda gazning ma'lum bir massasining bosimi uning mutlaq haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:
(7)
.
Gey-Lyusak va Charlz qonunlaridan kelib chiqadiki, doimiy bosimda gazning zichligi va konsentratsiyasi uning mutlaq haroratiga teskari proportsionaldir:
(8)
,
(9) .
qayerda d 1 va C 1 - mutlaq haroratda T 1 gazning zichligi va konsentratsiyasi, d 2 va C 2 -mutlaq harorat T 2 da mos keladigan qiymatlar.
4-misol 20ºC da gaz hajmi 20,4 ml ni tashkil qiladi. Agar bosim o'zgarmas bo'lsa, gaz 0°C ga sovutilganda qanday hajmni egallaydi?
Eslatmaep 5. 9 ° S haroratda kislorod tsilindrining ichidagi bosim 94 atm edi. Agar harorat 27ºS ga ko'tarilsa, shardagi bosim qancha ko'tarilganini hisoblang?
6-misol Gazsimon xlorning zichligi at 0ºS va 760 mm Hg bosim. Art. 3,220 g/l ga teng. Xuddi shu bosimda 27°C da ideal gaz sifatida qabul qilib, xlorning zichligini toping.
7-misol Oddiy sharoitlarda uglerod oksidi kontsentratsiyasi 0,03 kmol / m 3 ni tashkil qiladi. 10 m 3 uglerod oksidining massasi qanday haroratda 7 kg ga teng bo'lishini hisoblang?
Birlashgan Boyl-Mariot-Charlz-Gey-Lyusak qonuni.
Ushbu qonunning formulasi: gazning ma'lum bir massasi uchun bosim va hajmning mutlaq haroratga bo'linishi gaz bilan sodir bo'ladigan barcha o'zgarishlar uchun doimiydir. Matematik belgilar:
(10)
Bu erda V 1 - hajm va P 1 - mutlaq harorat T 1 da berilgan gaz massasining bosimi , V 2 - hajmi va P 2 - mutlaq harorat T 2 da bir xil gaz massasining bosimi.
Gaz holatining yagona qonunining eng muhim qo'llanilishidan biri bu "gaz hajmini normal sharoitga kamaytirish".
8-misol 15 ° C haroratda gaz va 760 mm Hg bosim. Art. 2 litr hajmni egallaydi. Gaz hajmini normal holatga keltiring.
Bunday hisob-kitoblarni osonlashtirish uchun siz jadvallarda keltirilgan konversiya omillaridan foydalanishingiz mumkin.
9-misol Suv ustidagi gazometrda 23 ° C haroratda va 781 mm Hg bosimda 7,4 litr kislorod mavjud. Art. Bu haroratda suv bug'ining bosimi 21 mm Hg ni tashkil qiladi. Art. Oddiy sharoitda gazometrdagi kislorod hajmi qancha?
