બોયલનો કાયદો

La બોયલનો કાયદો તે XNUMXમી સદીમાં રોબર્ટ બોયલે શોધ્યું હતું અને વાયુઓમાં હાજર દબાણ અને વોલ્યુમ વચ્ચેના સંબંધને સમજાવવા માટે પાયો નાખ્યો હતો. શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો દ્વારા, તેમણે એ બતાવવામાં વ્યવસ્થાપિત કરી કે જો તાપમાન સ્થિર હોય, જ્યારે ગેસ વધુ દબાણને આધિન હોય ત્યારે તે તેનું વોલ્યુમ ઘટાડે છે, અને જો દબાણ ઓછું થાય છે તો તે વોલ્યુમમાં વધારો કરે છે.

આ લેખમાં અમે તમને બોયલના કાયદા, તેની વિશેષતાઓ અને મહત્વ વિશે જાણવાની જરૂર છે તે બધું જણાવવા જઈ રહ્યા છીએ.

મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

1662 માં, રોબર્ટ બોયલે શોધ્યું કે ગેસ પર નાખવામાં આવતું દબાણ સતત તાપમાને તેના વોલ્યુમ અને મોલ્સની સંખ્યાના વિપરિત પ્રમાણસર છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો ગેસ પર લાગુ દબાણ બમણું થાય છે, સમાન ગેસ સંકુચિત થશે અને તેનું પ્રમાણ અડધું થઈ જશે.

જેમ જેમ ગેસ ધરાવતા કન્ટેનરનું પ્રમાણ વધે છે, તેમ તેમ કન્ટેનરની દિવાલો સાથે અથડાતા પહેલા કણોએ જે અંતર પસાર કરવું જોઈએ તે પણ વધે છે. અંતરમાં આ વધારો આંચકાની આવર્તનને ઘટાડવાની મંજૂરી આપે છે, તેથી જ્યારે વોલ્યુમ ઓછું હતું ત્યારે દિવાલ પર દબાણ ઓછું થાય છે.

બોયલનો કાયદો સૌપ્રથમ 1662માં રોબર્ટ બોયલે શોધ્યો હતો. એડમી મેરીઓટ અન્ય વૈજ્ઞાનિક હતા જેમણે બોયલની જેમ જ વિચાર્યું અને તે જ નિષ્કર્ષ પર આવ્યાજો કે, 1676 સુધી મેરીઓટે તેમનું કાર્ય સાર્વજનિક કર્યું ન હતું. તેથી જ ઘણા પુસ્તકોમાં આપણને બોયલ અને મેરિયોટનો કાયદો બોયલ-મેરિયોટનો કાયદો કહેવાય છે, જેને મટ્ટુટના કાયદા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, જેને બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી અને રસાયણશાસ્ત્રી રોબર્ટ દ્વારા ઘડવામાં આવ્યો હતો. સ્વતંત્ર રીતે બોયલ અને ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી અને વનસ્પતિશાસ્ત્રી એડમે મેટ્ટાઉટ દ્વારા.

તે એક એવા કાયદાનો ઉલ્લેખ કરે છે જે ગેસના વોલ્યુમ અને દબાણને સતત તાપમાને જાળવવામાં આવતા ગેસની ચોક્કસ માત્રા સાથે સંબંધિત છે. બોયલનો કાયદો નીચે મુજબ જણાવે છે: જ્યાં સુધી તેનું તાપમાન સ્થિર રહે ત્યાં સુધી બળ દ્વારા દબાણ ભૌતિક રીતે વાયુના જથ્થાના વિપરિત પ્રમાણસર હોય છે. અથવા વધુ સરળ રીતે, અમે તેનું આ રીતે અર્થઘટન કરી શકીએ છીએ: ઉચ્ચ સ્થિર તાપમાને, ગેસના નિશ્ચિત સમૂહનું પ્રમાણ તે જે સતત દબાણ કરે છે તેના વિપરિત પ્રમાણસર હોય છે.

બોયલના કાયદાના પ્રયોગો અને એપ્લિકેશનો

બોયલના કાયદાના સિદ્ધાંતને સાબિત કરવા માટે, મારિયોટ પિસ્ટન વડે સિલિન્ડરમાં ગેસ દાખલ કરવાનો હવાલો સંભાળતો હતો અને પિસ્ટન નીચે ઉતરતા જ સર્જાતા વિવિધ દબાણોને ચકાસવામાં સક્ષમ હતો. આ પ્રયોગ પરથી એવું અનુમાન કરવામાં આવે છે કે જેમ જેમ વોલ્યુમ વધે છે તેમ તેમ દબાણ ઘટતું જાય છે.

બોયલના નિયમનો આધુનિક જીવનમાં ઘણા ઉપયોગો છે, જેમાંથી આપણે ઉદાહરણ તરીકે ડાઇવિંગનો ઉલ્લેખ કરી શકીએ છીએ, આ એટલા માટે છે કારણ કે મરજીવાને જ્યારે ચડતી વખતે તેના ફેફસાંમાંથી હવા બહાર કાઢવાની હોય છે કારણ કે જ્યારે દબાણ ઘટે છે ત્યારે તે વિસ્તરે છે, જો આમ ન કરવામાં આવે તો પેશીઓને નુકસાન થઈ શકે છે.

તે એવા તમામ સાધનોમાં જોવા મળે છે જે વાયુયુક્ત શક્તિનો ઉપયોગ કરે છે અથવા તેનાથી સંચાલિત છે, જેમ કે રોબોટિક આર્મ્સ કે જે ન્યુમેટિક પિસ્ટન, એક્ટ્યુએટર્સ, પ્રેશર રેગ્યુલેટર અને પ્રેશર રિલીફ વાલ્વ જેવા ઘટકોનો ઉપયોગ કરે છે.

ગેસોલિન, ગેસ અથવા ડીઝલ એન્જિન પણ આંતરિક કમ્બશન દરમિયાન બોયલના નિયમનો ઉપયોગ કરે છે, કારણ કે પ્રથમ વખત હવા વોલ્યુમ અને દબાણ સાથે સિલિન્ડરમાં પ્રવેશે છે, બીજી વખત દબાણ વધારીને તે વોલ્યુમ ઘટાડે છે.

કારમાં એરબેગ સિસ્ટમ હોય છે જે બહારની એરબેગ સુધી પહોંચતા ચેમ્બરમાંથી ચોક્કસ માત્રામાં હવા અથવા ગેસને બહાર કાઢીને કામ કરે છે, જ્યાં દબાણ ઘટે છે અને સતત તાપમાન જાળવી રાખીને વોલ્યુમ વધે છે.

બોયલનો કાયદો આજે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે કાયદો છે જે આપણી સાથે વાત કરે છે અને વાયુઓના વર્તનને સમજાવે છે. તે ચોક્કસપણે સમજાવે છે કે ગેસનું દબાણ અને વોલ્યુમ એકબીજાના વિપરીત પ્રમાણમાં છે. તેથી, જ્યારે ગેસ પર દબાણ લાગુ પડે છે, ત્યારે તેનું પ્રમાણ ઘટે છે અને તેનું દબાણ વધે છે.

આદર્શ ગેસ મોડલ

બોયલ-મેરિયોટ કાયદો કહેવાતા આદર્શ વાયુઓને લાગુ પડે છે, એક સૈદ્ધાંતિક મોડલ જે કોઈપણ ગેસની વર્તણૂકને મોટા પ્રમાણમાં સરળ બનાવે છે, ધારીને:

• ગેસના અણુઓ તેઓ એટલા નાના છે કે તેમના કદ વિશે વિચારવું જરૂરી નથી, ખાસ કરીને ધ્યાનમાં લેવું કે આ તેઓ જે અંતર મુસાફરી કરે છે તેના કરતા ઘણું નાનું છે.
• ઉપરાંત, પરમાણુઓ ભાગ્યે જ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, સિવાય કે જ્યારે તેઓ ખૂબ જ સંક્ષિપ્તમાં અથડાય છે, અને જ્યારે તેઓ કરે છે, ત્યારે અથડામણ સ્થિતિસ્થાપક હોય છે, તેથી વેગ અને ગતિ ઊર્જા બંને સચવાય છે.
• છેલ્લે, ધારો કે આ ગતિ ઊર્જા વાયુના નમૂનાના તાપમાનના પ્રમાણસર છે, એટલે કે, વધુ ઉશ્કેરાયેલા કણો, તાપમાન વધારે છે.

પ્રકાશ વાયુઓ, તેમની ઓળખને ધ્યાનમાં લીધા વિના, તાપમાન અને દબાણની પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓ (એટલે ​​કે: 0ºC અને વાતાવરણીય દબાણ (1 વાતાવરણ) હેઠળ આ દિશાનિર્દેશોનું ખૂબ જ કડક પાલન કરે છે. આ વાયુઓ માટે, બોયલ-મેરિયોટ કાયદો તેમની વર્તણૂકનું ખૂબ જ ચોક્કસ વર્ણન કરે છે.

આપેલ તાપમાન પર P∙V સ્થિર હોવાથી, જો ગેસનું દબાણ બદલાય છે, તો વોલ્યુમ બદલાય છે જેથી ઉત્પાદન સમાન રહે છે, તેથી બે અલગ-અલગ સ્થિતિઓ 1 અને 2 માં, સમાનતા નીચે પ્રમાણે વ્યક્ત કરી શકાય છે:

P1∙V1 = P2∙V2

પછી એક રાજ્ય અને બીજા રાજ્યમાંથી એક ચલ જાણીને, તમે ખોવાયેલા ચલને બોયલ-મેરિયોટ કાયદામાંથી દૂર કરીને જાણી શકો છો.

બોયલના કાયદાનો ઇતિહાસ

બ્રિટિશ રસાયણશાસ્ત્રી. રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં, ખાસ કરીને વાયુઓના ગુણધર્મોમાં પ્રયોગોના પ્રણેતા,

કણોના સ્તરે પદાર્થની વર્તણૂક પર રોબર્ટ બોયલની થીસીસ રાસાયણિક તત્વોના આધુનિક સિદ્ધાંતનો પુરોગામી હતો. તેઓ લંડનની રોયલ સોસાયટીના સ્થાપક સભ્ય પણ હતા.

રોબર્ટ બોયલનો જન્મ આયર્લેન્ડમાં એક ઉમદા પરિવારમાં થયો હતો અને તેણે શ્રેષ્ઠ અંગ્રેજી અને યુરોપિયન શાળાઓમાં હાજરી આપી હતી. 1656 થી 1668 સુધી તેમણે ઓક્સફોર્ડ યુનિવર્સિટીમાં રોબર્ટ હૂકના સહાયક તરીકે સેવા આપી, તેમની સાથે પ્રયોગોની શ્રેણીમાં સહયોગ કર્યો જેમાં હવાના ભૌતિક ગુણધર્મો અને તે કેવી રીતે બળે છે, શ્વાસ લે છે અને ધ્વનિ પ્રસારિત કરે છે તે નક્કી કરે છે.

આ યોગદાનના પરિણામો તેમનામાં એકત્રિત કરવામાં આવ્યા હતા હવાની સ્થિતિસ્થાપકતા અને તેની અસરો પર નવા ભૌતિક-મિકેનિકલ પ્રયોગો»(1660). આ કાર્યની બીજી આવૃત્તિ (1662) માં, તેમણે વાયુઓની પ્રખ્યાત મિલકત, બોયલ-મેરિયોટ કાયદો જાહેર કર્યો, જેમાં જણાવ્યું હતું કે સતત તાપમાને ગેસ દ્વારા કબજે કરાયેલ વોલ્યુમ તેના દબાણના વિપરિત પ્રમાણસર છે. આજે તે જાણીતું છે કે આ કાયદો ત્યારે જ પરિપૂર્ણ થાય છે જ્યારે વાયુઓના સૈદ્ધાંતિક આદર્શ વર્તનને સ્વીકારવામાં આવે છે.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતીથી તમે બોયલના કાયદા, તેની વિશેષતાઓ અને વિજ્ઞાનની દુનિયામાં એપ્લિકેશન વિશે વધુ જાણી શકશો.