Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.1: Емпіричні закони газу

Ряд важливих взаємозв'язків, що описують природу зразків газу, були виведені повністю емпірично (тобто засновані виключно на спостереженні, а не спробі визначити теоретичну причину цих зв'язків можуть існувати. Це емпіричні газові закони.

Закон Бойла

Однією з важливих взаємозв'язків, що регулюють зразки газу, які можна моделювати математично, є взаємозв'язок між тиском та об'ємом. Роберт Бойл (1627 — 1691) (Hunter, 2004) провів експерименти, щоб підтвердити спостереження Річарда Таунелі та Генрі Пауерса, щоб показати, що для фіксованого зразка газу при постійній температурі тиск і об'єм обернено пропорційні.

pV=constant

або

p1V2=p2V2

Бойл використовував скляну U-трубку, яка була закрита одним кінцем і з нижньою частиною, заповненою ртуттю (захоплюючи пробу повітря в закритому кінці). Додаючи ртуть до відкритого кінця, він зміг спостерігати і кількісно оцінювати стиснення захопленого повітря.

Малюнок2.1.1: Апарат, подібний до того, який використовував Роберт Бойл (1627 - 1691). Зображення взято з (Фаціо, 1992).

Закон Чарльза

Закон Чарльза стверджує, що обсяг фіксованого зразка газу при постійному тиску пропорційний температурі. Щоб цей закон працював, повинен бути абсолютний мінімум до температурної шкали, оскільки, безумовно, існує абсолютний мінімум до шкали обсягу!

VT=constant

або

V1T2=V1T2

Другий закон термодинаміки також передбачає абсолютну мінімальну температуру, але це буде розроблено в наступному розділі.

Закон Гей-Люссака

Закон Гей-Люссака говорить, що тиск фіксованого зразка газу пропорційно температурі. Як і у випадку з законом Чарльза, це говорить про існування абсолютного мінімуму до температурної шкали, оскільки тиск ніколи не може бути негативним.

pT=constant

або

p1T2=p1T2

Закон про комбінований газ

Закони Бойла, Чарльза та Гей-Люссака можна об'єднати в єдину емпіричну формулу, яка може бути корисною. Для заданої кількості газу повинна триматися наступна залежність:

pVT=constant

або

p1V1T1=p2V2T2

Закон Авогадро

Амедео Авогадро (1776-1856) (Енциклопедія, 2016) провів велику роботу з газами в своїх дослідженнях речовини. В ході своєї роботи він відзначив важливу залежність між числом молів в пробі газу. Закон Авогадро (Avogadro, 1811) говорить, що при однаковій температурі і тиску будь-яка проба газу має однакову кількість молекул на одиницю об'єму.

nV=constant

або

n1V1=n2V2

Ілюстрація2.1.2: Амедеао Авогадро (1776 - 1856 рр.)