Back to the topics list

birləşmiş qaz qanunu

Kombinə edilmiş qaz qanunu

Qarışıq qaz qanunu kimya və fizikada qazların öyrənilməsində fundamental anlayışlardan biridir. Bu qanun üç əsas qaz qanununu birləşdirir: Çarlz qanunu, Boyl qanunu və Gey-Lussak qanunu. Sabit miqdarda qazın təzyiqi, həcmi və temperaturu arasındakı əlaqəni təsvir edir.

Təzyiq, Həcmi və Temperaturu Anlamaq

Qarışıq qaz qanununa keçməzdən əvvəl üç əsas dəyişəni anlamaq vacibdir:

• Təzyiq (P) : qazın vahid sahəyə vurduğu qüvvə.
• Həcm (V) : qazın tutduğu yer.
• Temperatur (T) : qaz hissəciklərinin orta kinetik enerjisinin ölçüsü.

Qarışıq Qaz Qanununun mənşəyi

Birləşdirilmiş qaz qanunu üç fərdi qaz qanununun birləşməsindən yaranır:

• Boyl qanunu ( \(P_1V_1 = P_2V_2\) ): Sabit temperaturda qazın təzyiqi onun həcminə tərs mütənasibdir.
• Çarlz Qanunu ( \(\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}\) : Sabit təzyiqdə qazın həcmi onun temperaturu ilə düz mütənasibdir.
• Gey-Lussac qanunu ( \(\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}\) ): Sabit həcmdə qazın təzyiqi onun temperaturu ilə düz mütənasibdir.

Bu qanunları birləşdirmək bizə hər üç dəyişəndəki dəyişiklikləri eyni vaxtda nəzərə alan hərtərəfli tənlik verir.

Formula

Birləşdirilmiş qaz qanunu aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:

\(\frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2}\)

Harada:

• \(P_1\) və \(V_1\) ilkin təzyiq və həcmdir.
• \(T_1\) ilkin temperaturdur (Kelvin ilə).
• \(P_2\) , \(V_2\) və \(T_2\) müvafiq olaraq son təzyiq, həcm və temperaturdur.

Bu tənlik təsdiq edir ki, qazın miqdarı dəyişmədiyi müddətcə təzyiq və həcm məhsulunun qazın temperaturuna nisbəti sabit qalır.

Tətbiqlər və Nümunələr

Birləşdirilmiş qaz qanununun gündəlik həyatda və müxtəlif elmi sahələrdə çoxsaylı tətbiqləri var. Budur bir neçə nümunə:

• Nəfəs alma : Nəfəs aldığımız zaman diafraqma sinə boşluğunu genişləndirərək ağciyərlərdə təzyiqi atmosfer təzyiqindən aşağı salır. Bu, havanın ağciyərlərə axmasına səbəb olur (həcm artır). Nəfəs aldığımız zaman diafraqma büzülür, ağciyərlərin həcmi azalır, havanı çölə çıxarır.
• Hava şarları : Hava şarları atmosferə qalxdıqca genişlənir. Hündürlük artdıqca atmosfer təzyiqi azalır və temperatur da adətən azalır. Balonun həcminin necə dəyişdiyini tədqiq edərək, alimlər atmosferin şərtləri haqqında nəticə çıxarmaq üçün birləşmiş qaz qanunundan istifadə edə bilərlər.

Qarışıq qaz qanununu nümayiş etdirən eksperiment

Qarışıq qaz qanununu müşahidə etmək üçün aparıla bilən təcrübə dəyişən həcmli möhürlənmiş qabı (məsələn, iynəsiz şpris) və qaz termometrini əhatə edir. Bu quraşdırma sizə təzyiq, həcm və temperaturu manipulyasiya etməyə və ölçməyə imkan verəcək.

1. Əvvəlcə konteynerdəki qazın həcmini tənzimləyin və sabit bir temperaturda təzyiqi ölçün. Bu, Boyl qanununu nümayiş etdirir. Sonra, həcmi sabit saxlayaraq qazın temperaturunu dəyişdirin. Temperaturun dəyişməsi səbəbindən baş verən təzyiq dəyişikliklərini ölçün. Bu, Gay-Lussac qanununu nümayiş etdirir.
2. Nəhayət, həcmin sərbəst tənzimlənməsinə icazə verərkən qazın temperaturunu dəyişdirin və sabit təzyiqdə həcmin temperaturla necə dəyişdiyini ölçün. Bu Çarlz Qanununu nümayiş etdirir.

Bu addımlar boyunca təzyiq, həcm və temperatur arasındakı əlaqə müşahidə edilə bilər. Verilənləri tərtib etməklə, \(\frac{PV}{T}\) nisbəti sabit qaldığından, birləşmiş qaz qanununun doğru olduğunu əyani şəkildə görə bilərsiniz.

Temperaturları Kelvinə çevirmək

Qarışıq qaz qanunundan istifadə edərkən, bütün temperaturları Kelvində, temperatur üçün SI vahidində ifadə etmək çox vacibdir. Selsini Kelvinə çevirmək üçün düsturdan istifadə edin:

\(T(K) = T(^\circ C) + 273.15\)

Bu, mütləq temperatur şkalasına uyğun olaraq temperatur nisbətlərinin dəqiq şəkildə göstərilməsini təmin edir.

Qarışıq qaz qanununun elmdə əhəmiyyəti

Qarışıq qaz qanunu müxtəlif şəraitlərdə qazların davranışını hərtərəfli başa düşməyi təklif edir. Təzyiq, həcm və temperaturda eyni vaxtda dəyişiklikləri əhatə edən şərtlərlə məşğul olduqda xüsusilə faydalıdır. Onun bir çox elmi sahədə tətbiqi var, o cümlədən:

• Kimya : Qazların iştirak etdiyi reaksiyalarda, reaktivlərin və məhsulların davranışını proqnozlaşdırmaq.
• Fizika : Termodinamikada qazlarla əlaqəli enerji dəyişikliklərini başa düşmək.
• Mühəndislik : Qazın genişləndirilməsi və sıxılmasının iştirak etdiyi mühərriklər və soyuducular kimi sistemlərin layihələndirilməsində.

Qarışıq Qaz Qanununun məhdudiyyətləri

Qarışıq qaz qanunu güclü bir vasitə olsa da, onun məhdudiyyətləri var. Qazın ideal şəkildə davrandığını güman edir, yəni:

• Qaz molekulları bir-birini çəkmir və itələmir.
• Qaz molekullarının həcmi qabın həcmi ilə müqayisədə cüzidir.

Real həyat tətbiqlərində, xüsusilə çox yüksək təzyiqlərdə, çox aşağı temperaturda və ya güclü qarşılıqlı təsir göstərən qazlarla (məsələn, ammonyak) ideal davranışdan kənara çıxma baş verə bilər. Bu vəziyyətlər üçün İdeal Qaz Qanunu bu qeyri-ideal qarşılıqlı təsirləri nəzərə almaq üçün Real Qaz Tənliyinə uyğunlaşdırıla bilər.

Nəticə

Qarışıq qaz qanunu qazların davranışını və təzyiq, həcm və temperatur kimi dəyişənlərin qarşılıqlı təsirini başa düşmək üçün əsas verir. İstər laboratoriya şəraitində, istər sənaye tətbiqlərində, istərsə də təbii dünyada, birləşmiş qaz qanununun prinsipləri müxtəlif şəraitlərdə qazların davranışını izah etmək və proqnozlaşdırmaqda mühüm rol oynayır.