La Boyle'o dėsnis jį atrado Robertas Boyle'as XVII amžiuje ir padėjo pagrindus paaiškinti ryšį tarp slėgio ir tūrio, esančio dujose. Atlikdamas daugybę eksperimentų, jam pavyko parodyti, kad jei temperatūra yra pastovi, dujos sumažina savo tūrį, kai jas veikia didesnis slėgis, ir padidina, jei slėgis sumažėja.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime viską, ką reikia žinoti apie Boilio dėsnį, jo ypatybes ir svarbą.
pagrindinės funkcijos
1662 m. Robertas Boyle'as atrado, kad dujų slėgis yra atvirkščiai proporcingas jų tūriui ir molių skaičiui esant pastoviai temperatūrai. Kitaip tariant, jei dujoms taikomas slėgis padvigubėja, tos pačios dujos bus suslėgtos ir jų tūris sumažės perpus.
Didėjant talpos, kurioje yra dujos, tūriui, didėja ir atstumas, kurį dalelės turi nuvažiuoti prieš atsitrenkdamos į konteinerio sieneles. Šis atstumo padidėjimas leidžia sumažinti smūgių dažnį, todėl slėgis sienoje yra mažesnis nei anksčiau, kai tūris buvo mažesnis.
Boyle'o dėsnį pirmą kartą 1662 m. atrado Robertas Boyle'as. Edme Mariotte buvo kitas mokslininkas, kuris mąstė ir padarė tokias pačias išvadas kaip Boyle'asTačiau Mariotte savo darbą paskelbė tik 1676 m. Štai kodėl daugelyje knygų randame šį dėsnį, vadinamą Boyle'o ir Mariot'o įstatymu, Boilio-Mario dėsniu, taip pat žinomu kaip Mattuto dėsnis, kurį sukūrė britų fizikas ir chemikas Robertas. savarankiškai Boyle'as ir prancūzų fizikas bei botanikas Edmé Mattout.
Tai reiškia vieną iš dėsnių, kurie susieja dujų tūrį ir slėgį su tam tikru dujų kiekiu, palaikomu pastovioje temperatūroje. Boyle'o dėsnis teigia: Jėgos veikiamas slėgis yra fiziškai atvirkščiai proporcingas dujinės medžiagos tūriui tol, kol jos temperatūra išlieka pastovi. Arba paprasčiau, galime tai interpretuoti taip: esant aukštesnei pastoviai temperatūrai, pastovios masės dujų tūris yra atvirkščiai proporcingas jų daromam pastoviam slėgiui.
Boilio dėsnio eksperimentai ir taikymas
Norėdamas įrodyti Boyle'o dėsnio teoriją, Mariotas buvo atsakingas už dujų tiekimą į cilindrą su stūmokliu ir galėjo patikrinti skirtingus slėgius, kurie susidarė stūmokliui leidžiantis žemyn. Iš šio eksperimento daroma išvada, kad didėjant tūriui, slėgis mažėja.
Boyle'o dėsnis turi daug pritaikymų šiuolaikiniame gyvenime, tarp kurių galime paminėti, pavyzdžiui, nardymą, taip yra todėl, kad naras turi išstumti orą iš plaučių, kai kyla aukštyn, nes jis plečiasi, kai sumažėja slėgis, jei to nepadarius gali būti pažeisti audiniai.
Jis randamas visoje įrangoje, kuri naudoja arba yra varoma pneumatine galia, pvz., robotų rankose, kuriose naudojami tokie komponentai kaip pneumatiniai stūmokliai, pavaros, slėgio reguliatoriai ir slėgio mažinimo vožtuvai.
Benzininiai, dujiniai ar dyzeliniai varikliai vidaus degimo metu taip pat naudoja Boilio dėsnį, nes pirmą kartą oras patenka į cilindrą su tūriu ir slėgiu, antrą kartą jis sumažina tūrį padidindamas slėgį.
Automobiliuose yra oro pagalvių sistemos, kurios veikia išstumdamos tam tikrą oro ar dujų kiekį iš kameros, kuri pasiekia išorinę oro pagalvę, kur slėgis mažėja ir tūris didėja išlaikant pastovią temperatūrą.
Boyle'o dėsnis šiandien yra labai svarbus, nes būtent jis kalba mums ir paaiškina dujų elgseną. Tai neabejotinai paaiškina, kad dujų slėgis ir tūris yra atvirkščiai proporcingi vienas kitam. Todėl, kai dujos veikia slėgį, jų tūris mažėja, o slėgis didėja.
idealus dujų modelis
Boyle-Mariotte dėsnis taikomas vadinamosioms idealiosioms dujoms – teorinis modelis, kuris labai supaprastina bet kokių dujų elgseną, darant prielaidą, kad:
- dujų molekulių jie tokie maži, kad nereikia galvoti apie jų dydį, ypač atsižvelgiant į tai, kad tai yra daug mažesnis nei atstumas, kurį jie nukeliauja.
- Be to, molekulės beveik nesąveikauja, išskyrus atvejus, kai jie susiduria labai trumpai, o kai susiduria, susidūrimas yra elastingas, todėl išsaugomas ir impulsas, ir kinetinė energija.
- Galiausiai, tarkime, kad ši kinetinė energija yra proporcinga dujinio mėginio temperatūrai, ty kuo labiau susijaudinusios dalelės, tuo aukštesnė temperatūra.
Lengvosios dujos, nepaisant jų tapatybės, labai griežtai laikosi šių nurodymų esant standartinėms temperatūros ir slėgio sąlygoms (ty: 0ºC ir atmosferos slėgiui (1 atmosfera). Šioms dujoms Boyle-Mariotte dėsnis labai tiksliai apibūdina jų elgesį. .
Kadangi tam tikroje temperatūroje P∙V yra pastovus, pasikeitus dujų slėgiui, tūris pasikeičia taip, kad produktas išliktų toks pat, todėl dviejose skirtingose būsenose 1 ir 2 lygybė gali būti išreikšta taip:
P1∙V1 = P2∙V2
Tada žinodami vieną būseną ir kitos būsenos kintamąjį, galite sužinoti trūkstamą kintamąjį pašalindami jį iš Boyle-Mario dėsnio.
Boilio dėsnio istorija
britų chemikas. Eksperimentų pradininkas chemijos, ypač dujų savybių srityje,
Roberto Boyle'o disertacija apie materijos elgesį dalelių lygmenyje buvo šiuolaikinės cheminių elementų teorijos pirmtakas. Jis taip pat buvo Londono karališkosios draugijos įkūrėjas.
Robertas Boyle'as gimė kilmingoje Airijos šeimoje ir lankė geriausias anglų kalbos ir Europos mokyklas. 1656–1668 m. jis dirbo Roberto Hooke'o asistentu Oksfordo universitete ir bendradarbiavo su juo atliekant daugybę eksperimentų, kurie nustatė fizines oro savybes ir tai, kaip jis dega, kvėpuoja ir perduoda garsą.
Šių įnašų rezultatai buvo surinkti jų „Nauji fiziniai-mechaniniai oro elastingumo ir jo poveikio eksperimentai» (1660). Antrajame šio darbo leidime (1662 m.) jis atskleidė garsiąją dujų savybę – Boyle-Mariotte dėsnį, teigiantį, kad pastovioje temperatūroje dujų užimamas tūris yra atvirkščiai proporcingas jų slėgiui. Šiandien žinoma, kad šis dėsnis įvykdomas tik tada, kai pripažįstamas teorinis idealus dujų elgesys.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite daugiau sužinoti apie Boilio dėsnį, jo ypatybes ir pritaikymą mokslo pasaulyje.