Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Притисак и запремина ваздуха: Закон дечака
- Температура и запремина ваздуха: Цхарлес Лав
- Притисак, температура и запремина: Закон о комбинованом гасу
- Закон о идеалном гасу
Замислите да сте ронилац и морате израчунати капацитет ваздуха у вашем резервоару. Или замислите да сте напухали балон до одређене величине и питате се какав је притисак унутар балона. Или претпоставимо да упоређујете време припреме обичне пећнице и тостера. Где почињеш?
Сва ова питања имају везе са волуменом ваздуха и односом притиска ваздуха, температуре и запремине. И да, повезани су! Срећом, постоји низ научних закона који су већ разрађени за решавање ових односа. Треба само да научите како да их примените. Ове законе називамо законима о гасу.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Тхе Закони о гасу су:
Боилес Лав: П1В1 = П2В2.
Цхарлес Лав: П1 ÷ Т1 = П2 ÷ Т2, где је Т у Келвину.
Закон о комбинованом гасу: П1В1 ÷ Т1 = П2В2 ÷ Т2, где је Т у Келвину.
Идеални закон о гасу: ПВ = нРТ, (мерења у СИ јединицама).
Притисак и запремина ваздуха: Закон дечака
Боилесов закон дефинира однос између запремине плина и његовог тлака. Замислите ово: Ако узмете кутију пуну ваздуха, а затим је притиснете на половину своје величине, молекули ваздуха ће имати мање простора за кретање и налетеће један на другог много више. Ови судари молекула ваздуха један са другим и са странама контејнера су оно што ствара ваздушни притисак.
Закон о дечацима не узима у обзир температуру, тако да температура мора бити константна да бисте га користили.
Боилес Лав каже да, при константној температури, запремина одређене масе (или количине) гаса варира обрнуто од притиска.
У облику једначине, то је:
П1 к В1 = П2 к В2
где П1 и В1 су почетна запремина и притисак и П2 и В2 јесу нова запремина и притисак.
Пример: Претпоставимо да дизајнирате резервоар за роњење где је ваздушни притисак 3000 пси (фунти по квадратном инчу), а запремина (или "капацитет") резервоара је 70 кубних стопа. Ако се одлучите да радите резервоар са већим притиском од 3500 пси, каква би била запремина резервоара, под претпоставком да га напуните истом количином ваздуха и да температура задржи исту?
Укључите дане вредности у Боилес закон:
3000 пси к 70 фт3 = 3500 пси к В2
Поједноставите, а затим изоловајте променљиву на једној страни једначину:
210,000 пси к фт3 = 3500 пси к В2
(210.000 пси к фт3 ) ÷ 3500 пси = В2
60 фт3 = В2
Дакле, друга верзија вашег резервоара за подмазивање била би 60 кубика.
Температура и запремина ваздуха: Цхарлес Лав
Шта је са односом између запремине и температуре? Веће температуре чине да се молекули убрзавају, сударају све јаче и јаче са страницама њиховог спремника и гурајући га према ван. Цхарлес Лав даје математику за ову ситуацију.
Цхарлес Лав каже да је при константном притиску запремина дате масе (количине) гаса директно пропорционална његовој (апсолутној) температури.
Или В1 ÷ Т1 = В2 ÷ Т2.
За Цхарлес Лава, притисак мора бити константан, а температура би требало да се мери у Келвину.
Притисак, температура и запремина: Закон о комбинованом гасу
Шта ако имате притисак, температуру и запремину заједно у истом проблему? И за то постоји правило. Тхе Закон о комбинованом гасу узима информације из Боилес закона и Цхарлес Лав-а и повезује их ради дефинисања другог аспекта односа притисак-температура-волумен.
Тхе Закон о комбинованом гасу каже да је запремина одређене количине гаса пропорционална односу његове температуре у Келвину и притиска. Звучи компликовано, али погледајте једначину:
П1В1 ÷ Т1 = П2В2 ÷ Т2.
Опет треба мерити температуру у Келвину.
Закон о идеалном гасу
Коначна једначина која се односи на ова својства гаса је Идеални закон о гасу. Закон је дат следећом једначином:
ПВ = нРТ,
где је П = притисак, В = запремина, н = број молова, Р је универзална плинска константа, која је једнака 0,0821 Л-атм / мол-К, а Т је температура у Келвину. Да бисте исправили све јединице, морат ћете се претворити у СИ јединице, стандардне мерне јединице у научној заједници. За запремину, то је литра; за притисак, атм; а за температуру, Келвин (н, број молова, већ је у СИ јединицама).
Овај закон се назива „Идеални“ закон о гасу јер претпоставља да се у прорачунима баве гасови који следе правила. У екстремним условима, попут екстремно топлих или хладних, неки гасови могу деловати другачије него што би предлагао Закон о идеалном гасу, али генерално је сигурно претпоставити да ће ваши прорачуни користећи закон бити тачни.
Сада знате неколико начина израчунавања запремине ваздуха у различитим околностима.