Учење Боилеовог закона: звукови, формуле, примери питања и њихова дискусија
Проучава Боилеов закон - Као што се разуме да је гасзаузимају простор, крећу се насумично, могу се компримовати, имати притисак и лако дифундирати. Због тога гасови имају макроскопске количине као што су запремина, притисак и температура које се могу мерити у лабораторији.
Уз то, гасови имају и микроскопске количинепопут молекуларне брзине, молекулског момента и молекуларне кинетичке енергије. За разлику од макроскопских количина, микроскопске количине се не могу мерити у лабораторији, већ се могу израчунати. Те количине могу бити повезане са масом и густином гаса.
Та веза је студија научникапопут Роберта Бојла, Жак Цхарлеса и Јосепха Гаи-Луссаца. Они су формулисали законе о гасу који ће касније бити именовани по њиховим именима као облик уважавања.
Звучи Боилеов закон
Већ је раније поменуто да су научницивеома заинтересован за однос између макроскопских и микроскопских величина које одређују стање гаса, како у отвореном тако и у затвореном простору. Ако се опажени гас налази у затвореној просторији, тада су количине које одређују стање гаса притисак (п), запремина (В) и температура гаса (Т). Овај однос дубински проучава Роберт Боиле . Кроз низ експеримената или експеримената, Боиле је коначно формулисао Боилеов закон у 1662.
У експериментима као што је приказано на слици изнад, Боиле је користио посуду у облику слова Ј. Експеримент је започео са назначеним условима слика (а) тј. притисак гаса је 1 атм или једнак 760 ммХг, а запремина је В (висина живе у краку првог затвореног суда и рука другог отвореног суда је иста).
Он слика (б), нешто живе додаје се у устаотворите посуду да бисте добили разлику у висини од 760 ммХг између два крака пловила. У овом стању, притисак гаса од 1520 ммХг добијен од притиска гаса од 760 ммХг плус атмосферског притиска од 760 ммХг, док је запремина В / 2.
Он слика (ц), ако се додатни притисак дода за 760 ммХгкроз отворена уста посуде долази до повећања притиска на гас тако да укупни притисак гаса постане 2280 ммХг, а запремина гаса се смањи на В / 3.
Резултати експеримента показују да када је температура гасау затвореној посуди држи се константном, притисак гаса је обрнуто пропорционалан његовом запремини. Другим речима, ако се притисак повећа, запремина ће се смањити. Супротно томе, ако се повећа запремина гаса, притисак гаса ће се смањити.
Дакле, звук Боилеовог закона је следећи.
"При константној температури запремина гаса је обрнуто пропорционална његовом притиску."
Боилеов закон односи се на готово све гасове саниска густина. Међутим, такође треба разумети да се Боилеов закон примењује само под одређеним условима, као што су фиксна температура гаса, гас у затвореној просторији, без хемијске реакције и без промене облика гаса. Неки примери примене Боилеовог закона у свакодневном животу укључују манометре, сифонске цеви, пипете и пумпе за воду.
Формула закона о Боилеу
Из различитих експеримената који су извршени, Боиле је затим развио једнаџбу која илуструје однос притиска и запремине гаса у затвореној просторији и константне температуре.
Ова једначина је заснована на Боилеов закон који каже да је при сталној температури запремина гасаобрнуто пропорционално притиску. Или другим речима, у идеалном гасу је фиксан производ притиска гаса са запремином гаса у затвореној просторији, под условом да се температура гаса не промени.
Из горње једначине може се рећи датоком процеса остаје иста количина енергије дата систему све док се температура одржава константном или константном. Због тога, у теорији, има вредност к остаце константна.
Ако се притисак притиска промени из првог притиска гаса (п₁) у другог притиска гаса (п₂) при константној температури, добиће се следећа једначина.
Ако се визуализује у графичком облику, произвеће кривуљу која се назива изотермална кривуља, која је крива са истом температуром.
Графикон показује да што је мањи притисак гаса, то је већа запремина, али продукт притиска и запремине гаса остаје константан.
Примери Боилеових правних питања и одговора
Следи неколико примера питања о Боилеов закон праћен дискусијом.
1. Пример питања 1
Затворена просторија запремине 0,2 м³ напуњена гасом под притиском од 60 000 Па. Израчунајте запремину гаса ако се притисак направи на 80 000 Па.
Дискусија:
Познато:
п₁ = 60.000 Па
В₁ = 0,2 м³
П₂ = 80.000 Па
На питање: В₂ = ...?
Одговор: п₁ В₁ = п₂ В₂
В₂ = п₁ В₁ ÷ п₂
В 60 = 60.000 × 0.2 ÷ 80.000
В ₂ = 1,2 ÷ 80,000
В₂ = 0,15 м³
Количина гаса је сада 0,15 м³.
2. Пример 2 - УН 2011/2012
Бројни идеални гасови се подвргавају изотермном процесу, тако да притисак постаје 2 пута већи од првобитног притиска, а затим запремина постаје ...
СВЕДОК МАРКОВИЋ - ОДГОВОР: Првобитно четири пута
Б. 2 пута у почетку
Ц. 0,5 пута првобитно
Д. 0,25 пута више од оригинала
Е. Фиксно
Одговор: Ц
Дискусија:
Познато:
- Почетни притисак гаса, п₁ = п
- Коначни притисак гаса, П₂ = 2п
- Изотермални процес, Т₁ = Т₂ = Т₃
На питање: Коначна запремина гаса
Одговор: Коначна запремина гаса може се добити из Боилеовог закона, који је следећи.
п₁ В₁ = п₂ В₂
п₁ В₁ = 2п₁ В₂
В₂ = п₁ В₁ ÷ 2п₁
В₂ = В₁ ÷ 2
В₂ = ½ В₁
Коначна запремина гаса је 0,5 пута почетна запремина гаса.
3. Пример 3 - ППИ 1979
У Боилеовом закону, п.В = к, к има димензије ...
СВЕДОК ШЕШЕЉ - ОДГОВОР: Моћ
Б. Посао
Ц. Линеарни замах
Д. Температура
Е. Прољетна константа
Одговор: Б
Дискусија:
Познато: В.п = к
На питање: к = ...?
Одговор:
п.В = к
к = п.В = (м³)
к = Нм = Јоуле
Џоули су пословне јединице. Дакле к има димензије напор.
4. Пример питања 4
Погледајте следећу слику!
На основу Боилеових правних експеримената добијени су следећи подаци; када је х = 50 мм, В = 18 цм³, а када х = 150 мм, В = 16 цм³. Израчунајте количину спољног ваздушног притиска (ммХг).
Дискусија:
Познато:
х₁ = 50 мм
В₁ = 18 цм³
х₂ = 150 мм
В₂ = 16 цм³
На питање: Спољни ваздушни притисак
Одговор:
Да бисмо одговорили на овај проблем, користимо концепт сродних пловила. Стога је притисак гаса у В следећи.
Држава 1:
п₁ = (п₀ + х₁) ммХг
п₁ = (п₀ + 50) ммХг ... (а)
Држава 2:
п₂ = (п₀ + х₂) ммХг
п₂ = (п₀ + 150) ммХг ... (б)
Према Боиле-овом закону,
п₁ В₁ = п₂ В₂
п₂ = В₁ / В₂ × п₁
п₂ = 18/16 × п₁ ... (ц)
Затим замените једначину (ц) са једначином (б), да бисте добили:
п₂ = (п₀ + 150) ммХг
18/16 × п₁ = п₀ + 150
п₁ = 16/18 (п₀ + 150) ... (д)
Следећи корак је заменити једначину (д) са једначином (а) и добити:
п₁ = (п₀ + 50) ммХг
16/18 (п₀ + 150) = п₀ + 50
16 (п₀ + 150) = 18 (п₀ + 50)
16п₀ + 2400 = 18п₀ + 900
2400 - 900 = 18п₀ - 16п₀
1500 = 2 п₀
п₀ = 1500 ÷ 2
п₀ = 750
Дакле, спољни притисак ваздуха је 750 ммХг или 75 цм Хг.
5. Пример питања 5
Међу следећим стварима, које су не услов за појаву Боилеовог закона је ...
А. Фиксна температура
Б. Фиксна запремина и притисак
Ц. Не долази до хемијске реакције
Д. Плин у скученом простору
Е. Облик гаса се не мења
Одговор: Б
Дискусија:
Боилеов закон се примењује само под одређеним условима, као што је температура фиксног гаса, гас је у затвореном простору, не долази до хемијских реакција и нема промене облика гаса.
Овим је крај наше дискусије о Боилеовом закону у вези са Боилеовом звучном и правном формулом праћен примерима питања и дискусијом.
