Charles's Law သည် ဓာတ်ငွေ့ဥပဒေများကို လေ့လာရာတွင် အခြေခံကျသော နိယာမတစ်ခုဖြစ်ပြီး ပေးထားသော ဓာတ်ငွေ့ပမာဏနှင့် အပူချိန်ကြားရှိ ဖိအားကို ထိန်းထားကာ ပမာဏနှင့် အပူချိန်တို့ကြား ဆက်နွယ်မှုကို ဖော်ပြသည်။ ဤဥပဒေကို 18 ရာစုနှောင်းပိုင်းတွင် ရေးဆွဲခဲ့သော ပြင်သစ်တီထွင်သူနှင့် သိပ္ပံပညာရှင် Jacques Charles ကို အစွဲပြု၍ အမည်ပေးထားသည်။ Charles's Law သည် ဓာတုဗေဒ၊ ရူပဗေဒနှင့် အင်ဂျင်နီယာပညာရပ်နယ်ပယ်အသီးသီးတွင် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အယူအဆတစ်ခုဖြစ်ပြီး မတူညီသောအပူအခြေအနေများအောက်တွင် ဓာတ်ငွေ့များပြုမူပုံကို ထိုးထွင်းသိမြင်စေသည်။
Charles's Law က အဆက်မပြတ်ဖိအားဖြင့် ပေးထားသော ဓာတ်ငွေ့ပမာဏသည် ၎င်း၏ Kelvin အပူချိန်နှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ ဤအရာကို ဖော်ပြနိုင်သည်။
\( V \propto T \)\( V \) ဓာတ်ငွေ့ပမာဏကို ကိုယ်စားပြုပြီး \( T \) သည် Kelvin ရှိ ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန်ဖြစ်သည်။ ပိုမိုလက်တွေ့အားဖြင့်၊ ဓာတ်ငွေ့တစ်ခု၏အပူချိန်တိုးလာပါက ဖိအားသည် တည်ငြိမ်နေမည်ဆိုပါက ၎င်း၏ထုထည်သည်လည်း တိုးလာမည်ဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် အပူချိန်လျော့သွားပါက ဓာတ်ငွေ့ထုထည်လည်း လျော့နည်းသွားမည်ဖြစ်သည်။
Charles's Law ရှိ ထုထည်နှင့် အပူချိန်ကြား ဆက်နွယ်မှုကို ညီမျှခြင်းဖြင့် ကိုယ်စားပြုနိုင်သည်-
\( \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \)\( V_1 \) နှင့် \( V_2 \) ဓာတ်ငွေ့၏ ကနဦးနှင့် နောက်ဆုံး အတွဲများ အသီးသီးဖြစ်ပြီး \( T_1 \) နှင့် \( T_2 \) Kelvin ရှိ ကနဦးနှင့် နောက်ဆုံး အပူချိန်များဖြစ်သည်။
Charles's Law သည် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများ၏ kinetic energy သည် absolute temperature နှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသည်ဟု ညွှန်ပြသော kinetic theory of gases မှ ဆင်းသက်လာနိုင်သည်။ ဓာတ်ငွေ့တစ်ခု၏ အပူချိန် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ၎င်း၏ မော်လီကျူးများ၏ အရွေ့စွမ်းအင်သည်လည်း တိုးလာပြီး ၎င်းတို့ကို ပိုမိုလျင်မြန်စွာ ရွေ့လျားစေပါသည်။ ဤရွေ့လျားမှု တိုးလာခြင်းကြောင့် ဓာတ်ငွေ့များ တိုးလာကာ ၎င်း၏ ထုထည်ကို တိုးစေသည်။
Charles's Law အတွက် ပုံသေနည်းသည် အပူချိန်နှင့် ထုထည်ကြား တိုက်ရိုက်ဆက်နွယ်မှုကို ရိုးရှင်းစွာ ကိုယ်စားပြုသည်-
\( V = kT \)ဤညီမျှခြင်းတွင် \( k \) ဓာတ်ငွေ့၏ဖိအားနှင့် ဓာတ်ငွေ့ပမာဏ (moles) ပေါ်မူတည်၍ ကိန်းသေတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤညီမျှခြင်းတွင် ဖိအားနှင့် မှဲ့သည် တည်ငြိမ်နေသောအခါတွင် ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည် \( V \) သည် ၎င်း၏ အပူချိန် \( T \) နှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျကြောင်း ပြသသည်။
Charles's Law တွင် နေ့စဉ်လူနေမှုဘဝနှင့် သိပ္ပံနယ်ပယ်အသီးသီးတွင် အသုံးချနိုင်သော ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုများရှိသည်။ အောက်ပါတို့သည် Charles's Law ထင်ရှားသည့် ဥပမာအချို့ဖြစ်သည်။
Charles's Law ကိုသရုပ်ပြရန် ရိုးရှင်းသောစမ်းသပ်ချက်တွင် မီးပုံးပျံတစ်လုံး၊ ရေခဲသေတ္တာနှင့် နွေးထွေးသောနေရာ (အပြင်ဘက်နေသာသောနေ့များတွင်ကဲ့သို့) ပါဝင်ပါသည်။ ပထမဦးစွာ မီးပုံးပျံကို တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း ဖောင်းပွပြီး ချည်လိုက်ပါ။ မီးပုံးပျံ၏ ထုထည်ပမာဏကို ရေထဲနစ်မြှုပ်ပြီး ရွှေ့ပြောင်းထားသည့် ပမာဏကို မှတ်တမ်းတင်ခြင်းဖြင့် တိုင်းတာပါ။ ထို့နောက် မီးပုံးပျံကို ရေခဲသေတ္တာထဲတွင် ထည့်ကာ နာရီပေါင်းများစွာ အအေးခံထားပါ။ မီးပုံးပျံကို ဖယ်ရှားပြီး ၎င်း၏ ထုထည်ကို ထပ်မံတိုင်းတာပါ။ လျော့နည်းသွားသည်ကို သတိပြုမိပါလိမ့်မည်။ ထို့နောက် မီးပုံးပျံကို ပူနွေးသောနေရာတွင် ထား သို့မဟုတ် အပူလွန်ကဲစေရန် ဂရုပြု၍ ဆံပင်မှုတ်စက်ဖြင့် ညင်သာစွာ အပူပေးပါ။ မီးပုံးပျံ၏ ထုထည်ကို နောက်တစ်ကြိမ် တိုင်းတာပြီး တိုးလာကြောင်း သတိပြုပါ။ အပူချိန်နှင့် ထုထည်ပြောင်းလဲမှု၊ ဖိအားကို အဆက်မပြတ်ထိန်းထားစဉ် (ပူဖောင်းသည် လွတ်လွတ်လပ်လပ် ချဲ့ထွင်နိုင်သောကြောင့်) Charles ၏ ဥပဒေလုပ်ဆောင်ချက်ကို သရုပ်ပြသည်။
Charles's Law ကိုနားလည်ခြင်းသည် မတူညီသောအပူချိန်အခြေအနေများအောက်တွင် ဓာတ်ငွေ့များ၏အပြုအမူများကို ဆုပ်ကိုင်ထားရန်၊ အထူးသဖြင့် ဖိအားမမြဲသောအခြေအနေများတွင် အရေးကြီးပါသည်။ ဤဥပဒေသည် အင်ဂျင်နှင့် ရေခဲသေတ္တာစနစ်များ ဒီဇိုင်းရေးဆွဲခြင်းမှသည် ရာသီဥတုပုံစံများကို ခန့်မှန်းခြင်းနှင့် လေထုဖြစ်စဉ်များကို လေ့လာခြင်းအထိ အမျိုးမျိုးသော လက်တွေ့အသုံးချမှုများတွင် သက်ရောက်မှုရှိပါသည်။ ပညာရပ်နယ်ပယ်များတွင် Charles's Law သည် ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော သာမိုဒိုင်းနမစ်သီအိုရီများအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်အဖြစ် ဆောင်ရွက်ပေးပြီး ရူပဗေဒနှင့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ အယူအဆများကို ပေါင်းကူးပေးသည်။
ထို့အပြင်၊ Charles's Law သည် Boyle's Law (ဖိအားနှင့် ထုထည်ဆက်စပ်မှု) နှင့် Combined Gas Law ကဲ့သို့သော အခြားသော ဓာတ်ငွေ့ဥပဒေများနှင့်အတူ Ideal Gas Law ၏ အခြေခံဖြစ်သည်။ Ideal Gas Law သည် အပူချိန်၊ ထုထည်၊ အပူချိန်နှင့် ဓာတ်ငွေ့ပမာဏတို့ကြား ဆက်စပ်မှုများကို လွှမ်းခြုံထားသည့် အပူချိန်၊ အပူချိန်နှင့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ လေ့လာမှုတွင် အရေးကြီးသော ညီမျှခြင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။
\( PV = nRT \)\( P \) သည် ဖိအားကို ကိုယ်စားပြုသည်၊ \( V \) သည် ထုထည် ၊ \( n \) သည် အရာဝတ္ထု ပမာဏ ဖြစ်သည် ၊ \( R \) သည် စံပြ ဓာတ်ငွေ့ ကိန်းသေ ဖြစ်ပြီး \( T \) သည် အပူချိန် ဖြစ်သည်။ Kelvin တွင် Charles's Law သည် အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုအပေါ် ဓာတ်ငွေ့များ မည်ကဲ့သို့ တုံ့ပြန်သည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ နားလည်နိုင်စေရန် ပံ့ပိုးပေးသည်၊ ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော ညီမျှခြင်းအတွက် အကျုံးဝင်ပါသည်။
ပညာရေးဆိုင်ရာဆက်တင်များတွင် Charles's Law သည် အရွေ့မော်လီကျူးသီအိုရီနှင့် ထုထည်ကဲ့သို့သော မက်ခရိုစကုပ်ဂုဏ်သတ္တိများတွင် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများ၏ အဏုကြည့်နည်းများကို မြင်သာထင်သာရှိပြီး ရိုးရှင်းသောသရုပ်ပြမှုကို ပေးပါသည်။ ၎င်းသည် ကျောင်းသားများအား ပကတိသုည၏ သဘောတရားကို ဆုပ်ကိုင်နိုင်စေပြီး ဓာတ်ငွေ့တစ်ခု၏ ထုထည်သည် သီအိုရီအရ သုညသို့ရောက်ရှိမည့် သီအိုရီအရ အပူချိန်၊ သိပ္ပံတွင် အပူချိန်တိုင်းတာခြင်းအတွက် Kelvin စကေး၏ အရေးပါမှုကို မီးမောင်းထိုးပြပါသည်။
အချုပ်အားဖြင့်ဆိုရသော် Charles's Law သည် ဓာတ်ငွေ့ဥပဒေနယ်ပယ်တွင် အဓိကကျသော နိယာမတစ်ခုဖြစ်ပြီး ဓာတ်ငွေ့များ၏ ထုထည်နှင့် အပူချိန်တို့ကြား တိုက်ရိုက်ဆက်နွယ်မှုကို သရုပ်ဖော်ကာ ဖိအားသည် အမြဲမပြတ်ရှိနေပါသည်။ ၎င်း၏အပလီကေးရှင်းများသည် နေ့စဉ်နည်းပညာ၊ ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ သိပ္ပံနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များကို ထိတွေ့နိုင်သည်။ လက်တွေ့စမ်းသပ်မှုများနှင့် လက်တွေ့နမူနာများမှတစ်ဆင့်၊ Charles's Law သည် ခေတ်သစ်ရူပဗေဒသိပ္ပံနှင့် အင်ဂျင်နီယာပညာရပ်များစွာကို အခြေပြုထားသည့် ဓာတ်ငွေ့များ၏ အခြေခံကျသော အပြုအမူများကို ပြတင်းပေါက်တစ်ခုပေးသည်။
