Charles Law vs Boyle laki
Kaarlen laki ja Boylen laki ovat kaksi erittäin tärkeää kaasuihin liittyvää lakia. Nämä kaksi lakia voivat kuvata monia ihanteellisten kaasujen ominaisuuksia. Näitä lakeja käytetään laaj alti sellaisilla aloilla kuin kemia, termodynamiikka, ilmailu ja jopa sotilassovelluksia. On elintärkeää ymmärtää nämä kaksi lakia, jotta ne voivat menestyä näillä aloilla. Tässä artikkelissa keskustelemme siitä, mitä Charlesin laki ja Boylen laki ovat, niiden määritelmiä, Charlesin ja Boylen lain sovelluksia, niiden yhtäläisyyksiä ja lopuksi Charlesin lain ja Boylen lain välisiä eroja.
Boylen laki
Boylen laki on kaasulaki. Se on määritelty ihanteelliselle kaasulle. Oikea käsitys ihanteellisesta kaasusta on tarpeen näiden ihanteellisen kaasun lakien ymmärtämiseksi. Ideaalikaasu on kaasu, jonka kunkin molekyylin tilavuus on nolla; myös molekyylien väliset vetovoimat molekyylien välillä ovat nolla. Tällaisia ihanteellisia kaasuja ei ole olemassa todellisissa olosuhteissa. Kaasut, jotka ovat olemassa todellisessa elämässä, tunnetaan todellisina kaasuina. Todellisilla kaasuilla on molekyylitilavuudet ja molekyylien väliset voimat. Jos todellisen kaasun kaikkien molekyylien yhteistilavuus on mitätön verrattuna säiliön tilavuuteen ja molekyylien väliset voimat ovat mitättömiä molekyylien nopeuksiin verrattuna, niin kaasua voidaan pitää ideaalina kaasuna kyseisessä järjestelmässä. Boylen laki, jonka kemisti ja fyysikko Robert Boyle ehdotti vuonna 1662, voidaan ilmaista seuraavasti. Kiinteälle määrälle ihanteellista kaasua, jota pidetään kiinteässä lämpötilassa, paine ja tilavuus ovat kääntäen verrannollisia.
Suljettu järjestelmä on järjestelmä, jossa ei ole mahdollista massavaihtoa ympäröivän ja järjestelmän välillä, mutta energianvaihto on mahdollista. Boylen laki ehdottaa, että ihanteellisen kaasun paineen ja tilavuuden tulo vakiolämpötilassa on vakio. Toisin sanoen P V=K, jossa p on paine, V on tilavuus ja K on vakio. Tämä tarkoittaa, että jos tällaisen järjestelmän paine kaksinkertaistuu, järjestelmän tilavuudesta tulee puolet sen alkuperäisestä arvosta.
Kaarlen laki
Kaarlen laki on myös kaasulaki, joka määritellään ihanteelliseksi kaasuksi suljetussa järjestelmässä. Tämä kertoo, että suljetussa ihannekaasujärjestelmässä vakiopaineessa järjestelmän tilavuus on suoraan verrannollinen järjestelmän lämpötilaan. Tämän lain julkaisi ensimmäisenä ranskalainen filosofi Joseph Louis Gay-Lussac, mutta hän antoi löydön Jacques Charlesin ansioksi. Tämä laki ehdottaa, että tällaisessa järjestelmässä lämpötilan ja tilavuuden välisen suhteen on oltava vakio. Toisin sanoen V/T=K, jossa V on kaasun tilavuus ja T on kaasun lämpötila. On huomattava, että matemaattisesti tämä suhteellisuus toimii vain Kelvinin asteikolla, joka on absoluuttinen lämpötila-asteikko.
Mitä eroa on Charlesin lailla ja Boylen lailla?
• Charlesin laki on määritelty järjestelmälle, jossa on vakiopaine, kun taas Boylen laki on määritelty järjestelmälle, jonka lämpötila on vakio.
• Charlesin lain kaksi termiä ovat suoraan verrannollisia toisiinsa, kun taas Boylen lain termit ovat kääntäen verrannollisia.
