Menurut sifat mekaniknya, gas memiliki banyak kesamaan dengan cairan. Seperti cairan, mereka tidak memiliki elastisitas dalam kaitannya dengan perubahan bentuk. Bagian gas yang terpisah dapat dengan mudah bergerak relatif satu sama lain. Seperti cairan, mereka elastis sehubungan dengan deformasi kompresi serba. Ketika tekanan eksternal meningkat, volume gas berkurang. Ketika tekanan eksternal dihilangkan, volume gas kembali ke nilai aslinya.

Sangat mudah untuk memverifikasi keberadaan sifat elastis gas secara eksperimental. Ambil balon bayi. Mengembangnya tidak terlalu banyak dan mengikatnya. Setelah itu, mulailah meremasnya dengan tangan Anda (Gbr. 3.20). Dengan munculnya tekanan eksternal, bola akan menyusut, volumenya akan berkurang. Jika Anda berhenti meremas, bola akan langsung lurus, seolah-olah ada pegas di dalamnya.

Ambil pompa udara untuk mobil atau sepeda, tutup outletnya dan tekan pegangan piston ke bawah. Udara yang terperangkap di dalam pompa akan mulai memadat dan Anda akan segera merasakan peningkatan tekanan yang cepat. Jika Anda berhenti memberi tekanan pada piston, piston akan kembali ke tempatnya, dan udara akan mengambil volume aslinya.

Elastisitas gas dalam kaitannya dengan kompresi serba digunakan pada ban mobil untuk penyerapan goncangan, rem udara dan perangkat lainnya. Blaise Pascal adalah orang pertama yang memperhatikan sifat elastis gas, kemampuannya untuk mengubah volumenya dengan perubahan tekanan.

Seperti yang telah kita catat, gas berbeda dari cairan karena ia tidak dapat dengan sendirinya menjaga volumenya tidak berubah dan tidak memiliki permukaan bebas. Itu harus berada di bejana tertutup dan akan selalu sepenuhnya menempati seluruh volume bejana ini.

Perbedaan penting lainnya antara gas dan cairan adalah kompresibilitas (kepatuhan) yang lebih besar. Sudah pada perubahan tekanan yang sangat kecil, terlihat jelas terjadi perubahan besar pada volume gas. Selain itu, hubungan antara tekanan dan perubahan volume lebih kompleks untuk gas daripada cairan. Perubahan volume tidak akan lagi berbanding lurus dengan perubahan tekanan.

Untuk pertama kalinya, hubungan kuantitatif antara tekanan dan volume gas ditetapkan oleh ilmuwan Inggris Robert Boyle (1627-1691). Dalam eksperimennya, Boyle mengamati perubahan volume udara yang terkandung di ujung tabung yang tertutup rapat (Gbr. 3.21). Dia mengubah tekanan di udara ini dengan menuangkan merkuri ke dalam siku panjang tabung. Tekanan ditentukan oleh ketinggian kolom merkuri

Pengalaman Boyle dalam bentuk perkiraan dan kasar, dapat Anda ulangi dengan pompa udara. Ambil pompa yang baik (penting agar piston tidak membiarkan udara masuk), tutup outlet dan muat pegangan piston secara bergantian dengan satu, dua, tiga bobot yang identik. Pada saat yang sama, tandai posisi pegangan di bawah beban yang berbeda relatif terhadap penggaris vertikal.

Bahkan pengalaman kasar seperti itu akan memungkinkan Anda untuk diyakinkan bahwa volume massa gas tertentu berbanding terbalik dengan tekanan yang dikenakan gas ini. Terlepas dari Boyle, eksperimen yang sama dilakukan oleh ilmuwan Prancis Edmond Mariotte (1620-1684), yang mendapatkan hasil yang sama dengan Boyle.

Pada saat yang sama, Mariotte menemukan bahwa satu tindakan pencegahan yang sangat penting harus diperhatikan selama percobaan: suhu gas selama percobaan harus tetap konstan, jika tidak, hasil percobaan akan berbeda. Oleh karena itu, hukum Boyle - Mariotte dibaca seperti ini; pada suhu konstan, volume gas dengan massa tertentu berbanding terbalik dengan tekanan.

Jika kita menyatakan melalui volume dan tekanan awal gas, melalui volume dan tekanan akhir dari massa gas yang sama, maka

Hukum Boyle - Mariotte dapat ditulis sebagai rumus berikut:

Mari kita sajikan hukum Boyle-Mariotte dalam bentuk grafik visual. Untuk kepastian, mari kita asumsikan bahwa massa gas tertentu menempati volume pada tekanan. Mari kita gambarkan secara grafis bagaimana volume gas ini akan berubah dengan meningkatnya tekanan pada suhu konstan. Untuk melakukan ini, kami menghitung volume gas menurut hukum Boyle-Mariotte untuk tekanan 1, 2, 3, 4, dll. atmosfer dan buat tabel:

Dengan menggunakan tabel ini, mudah untuk memplot ketergantungan tekanan gas pada volumenya (Gbr. 3.22).

Seperti dapat dilihat dari grafik, ketergantungan tekanan pada volume gas memang kompleks. Pertama, peningkatan tekanan dari satu menjadi dua unit menyebabkan penurunan volume hingga setengahnya. Selanjutnya, dengan peningkatan tekanan yang sama, perubahan yang lebih kecil terjadi pada volume awal. Semakin banyak gas dikompresi, semakin elastis menjadi. Oleh karena itu, untuk gas, tidak mungkin untuk menentukan modulus kompresi konstan (mencirikan sifat elastisnya), seperti yang dilakukan untuk padatan. Untuk gas, modulus kompresi tergantung pada tekanan di mana modulus kompresi berada meningkat dengan tekanan.

Perhatikan bahwa hukum Boyle-Mariotte diamati hanya untuk tekanan yang tidak terlalu tinggi dan suhu yang tidak terlalu rendah. Pada tekanan tinggi dan suhu rendah, hubungan antara volume dan tekanan gas menjadi lebih kompleks. Untuk udara, misalnya, pada 0 ° C, hukum Boyle - Mariotte memberikan nilai volume yang benar pada tekanan tidak melebihi 100 atm.

Pada awal paragraf telah disebutkan bahwa sifat elastis suatu gas dan kompresibilitasnya yang tinggi banyak digunakan oleh manusia dalam kegiatan praktis. Mari kita ambil beberapa contoh lagi. Kemampuan untuk memampatkan gas pada tekanan tinggi memungkinkan untuk menyimpan sejumlah besar gas dalam volume kecil. Silinder dengan udara terkompresi, hidrogen, oksigen banyak digunakan dalam industri, misalnya, dalam pengelasan gas (Gbr. 3.23).

Sifat elastis yang baik dari gas menjadi dasar untuk pembuatan hovercraft sungai (Gbr. 3.24). Jenis kapal baru ini mencapai kecepatan jauh melampaui yang dicapai sebelumnya. Berkat penggunaan sifat elastis udara, gaya gesekan yang besar dapat dihilangkan. Benar, dalam hal ini, perhitungan tekanan jauh lebih rumit, karena itu perlu untuk menghitung tekanan dalam aliran udara cepat.

Banyak proses biologis juga didasarkan pada penggunaan sifat elastis udara. Pernahkah Anda berpikir, misalnya, tentang bagaimana Anda bernapas? Apa yang terjadi ketika Anda menghirup?

Pada sinyal sistem saraf bahwa tubuh kekurangan oksigen, seseorang, saat menghirup, mengangkat tulang rusuk dengan bantuan otot-otot dada, dan menurunkan diafragma dengan bantuan otot-otot lain. Ini meningkatkan volume yang dapat diisi oleh paru-paru (dan sisa udara di dalamnya). Tetapi peningkatan volume ini menyebabkan penurunan besar tekanan udara di paru-paru. Ada perbedaan tekanan antara udara luar dan udara di dalam paru-paru. Akibatnya, udara luar mulai masuk ke paru-paru itu sendiri karena sifat elastisnya.

Kami hanya memberinya kesempatan untuk masuk dengan mengubah volume paru-paru.

Tidak hanya itu penggunaan elastisitas udara saat bernafas. Jaringan paru-paru sangat halus, dan tidak akan tahan terhadap peregangan berulang dan tekanan yang agak kasar pada otot-otot dada. Oleh karena itu, tidak melekat pada mereka (Gbr. 3.25). Selain itu, perluasan paru-paru dengan meregangkan permukaannya (dengan bantuan otot-otot dada) akan menyebabkan perluasan paru-paru yang tidak merata dan tidak merata di berbagai bagian. Karena itu, paru-paru dikelilingi oleh film khusus - pleura. Pleura melekat pada paru-paru dengan satu bagian, dan jaringan otot dada dengan yang lain. Pleura membentuk semacam kantong, yang dindingnya tidak memungkinkan udara melewatinya.

Rongga pleura sendiri mengandung sejumlah kecil gas. Tekanan gas ini menjadi sama dengan tekanan udara di paru-paru hanya ketika dinding pleura sangat dekat satu sama lain. Saat menghirup, volume rongga meningkat tajam. Tekanan di dalamnya turun tajam. Paru-paru, karena sisa-sisa udara yang terkandung di dalamnya, mulai mengembang sendiri secara merata di semua bagian, seperti bola karet di bawah bel pompa udara.

Dengan demikian, alam telah dengan bijak menggunakan sifat elastis udara untuk menciptakan peredam kejut yang ideal untuk jaringan paru-paru dan kondisi yang paling menguntungkan untuk ekspansi dan kontraksinya.

Saat memecahkan masalah penerapan hukum Newton, kita akan menggunakan hukum Boyle-Mariotte sebagai persamaan tambahan yang menyatakan sifat elastis khusus gas.

Hukum dasar gas ideal digunakan dalam termodinamika teknis untuk memecahkan sejumlah masalah teknik dan teknis dalam proses pengembangan desain dan dokumentasi teknologi untuk peralatan penerbangan, mesin pesawat; pembuatan dan pengoperasiannya.

Hukum-hukum ini awalnya diperoleh secara eksperimental. Selanjutnya, mereka diturunkan dari teori molekuler-kinetik dari struktur tubuh.

Hukum Boyle - Mariotte menetapkan ketergantungan volume gas ideal pada tekanan pada suhu konstan. Ketergantungan ini disimpulkan oleh ahli kimia dan fisikawan Inggris R. Boyle pada tahun 1662 jauh sebelum munculnya teori kinetik gas. Terlepas dari Boyle pada tahun 1676, hukum yang sama ditemukan oleh E. Mariotte. Hukum Robert Boyle (1627 - 1691), ahli kimia dan fisikawan Inggris yang menetapkan hukum ini pada tahun 1662, dan Edme Mariotte (1620 - 1684), fisikawan Prancis yang menetapkan hukum ini pada tahun 1676: produk dari volume massa tertentu gas ideal dan tekanannya konstan pada suhu konstan atau.

Hukum ini disebut Boyle-Mariotte dan menyatakan bahwa pada suhu konstan, tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya.

Biarkan pada suhu konstan dari massa gas tertentu kita memiliki:

V 1 - volume gas pada tekanan R 1 ;

V 2 - volume gas pada tekanan R 2 .

Kemudian, menurut hukum, kita dapat menulis

Mengganti dalam persamaan ini nilai volume spesifik dan mengambil massa gas ini t= 1 kg, kita peroleh

p 1 v 1 =p 2 v 2 atau pv= konstan .(5)

Massa jenis gas adalah kebalikan dari volume spesifiknya:

maka persamaan (4) berbentuk

yaitu, densitas gas berbanding lurus dengan tekanan absolutnya. Persamaan (5) dapat dianggap sebagai ekspresi baru dari hukum Boyle-Mariotte, yang dapat dirumuskan sebagai berikut: produk tekanan dan volume spesifik dari massa tertentu dari gas ideal yang sama untuk berbagai keadaannya, tetapi pada suhu yang sama, adalah nilai konstan.

Hukum ini dapat dengan mudah diperoleh dari persamaan dasar teori kinetik gas. Mengganti dalam persamaan (2) jumlah molekul per satuan volume dengan rasio N/V (V adalah volume sejumlah massa gas, N adalah jumlah molekul dalam volume) kita dapatkan

Karena untuk massa gas tertentu jumlahnya N dan β konstan, maka pada suhu konstan T=konstan untuk jumlah gas yang berubah-ubah, persamaan Boyle-Mariotte akan memiliki bentuk

pV = konstan, (7)

dan untuk 1 kg gas

pv = konstanta.

Gambarkan secara grafis dalam sistem koordinat R – v perubahan keadaan gas.

Misalnya, tekanan suatu massa gas tertentu dengan volume 1 m 3 adalah 98 kPa, maka dengan menggunakan persamaan (7), kita menentukan tekanan gas dengan volume 2 m 3

Melanjutkan perhitungan, kami mendapatkan data berikut: V(m 3) sama dengan 1; 2; 3; 4; 5; 6; masing-masing R(kPa) sama dengan 98; 49; 32,7; 24.5; 19.6; 16.3. Berdasarkan data ini, kami membuat grafik (Gbr. 1).

Beras. 1. Ketergantungan tekanan gas ideal pada volume di

suhu konstan

Kurva yang dihasilkan adalah hiperbola, diperoleh pada suhu konstan, disebut isoterm, dan proses yang terjadi pada suhu konstan disebut isotermal. Hukum Boyle-Mariotte adalah perkiraan dan pada tekanan yang sangat tinggi dan suhu rendah tidak dapat diterima untuk perhitungan teknik termal.

Gay–L u s a ka law menentukan ketergantungan volume gas ideal pada suhu pada tekanan konstan. (Hukum Joseph Louis Gay-Lussac (1778 - 1850), seorang ahli kimia dan fisikawan Prancis yang pertama kali menetapkan hukum ini pada tahun 1802: volume gas ideal dengan massa tertentu pada tekanan konstan meningkat secara linier dengan meningkatnya suhu, yaitu , di mana volume spesifik di; adalah koefisien ekspansi volume yang sama dengan 1/273,16 per 1 o C.) Hukum ini ditetapkan secara eksperimental pada tahun 1802 oleh fisikawan dan kimiawan Prancis Joseph Louis Gay-Lussac, yang namanya dinamai. Menyelidiki ekspansi termal gas secara eksperimental, Gay-Lussac menemukan bahwa pada tekanan konstan, volume semua gas meningkat hampir sama ketika dipanaskan, yaitu, dengan peningkatan suhu sebesar 1 ° C, volume massa gas tertentu meningkat. dengan 1/273 dari volume yang ditempati oleh gas massa ini pada 0°C.

Peningkatan volume selama pemanasan sebesar 1 ° C dengan nilai yang sama bukanlah kebetulan, tetapi, seolah-olah, merupakan konsekuensi dari hukum Boyle-Mariotte. Pertama, gas dipanaskan pada volume konstan sebesar 1 ° C, tekanannya meningkat 1/273 dari yang awal. Kemudian gas memuai pada suhu konstan, dan tekanannya menurun ke suhu awal, dan volumenya bertambah dengan faktor yang sama. Menyatakan volume gas dengan massa tertentu pada 0 ° C melalui V 0, dan pada suhu t°C melalui V t Mari kita tulis hukumnya sebagai berikut:

Hukum Gay-Lussac juga dapat direpresentasikan secara grafis.

Beras. 2. Ketergantungan volume gas ideal pada suhu konstan

tekanan

Menggunakan persamaan (8) dan dengan asumsi suhu 0°C, 273°C, 546°C, kita hitung volume gas, masing-masing, V 0 , 2V 0 , 3V 0 . Mari kita plot suhu gas pada sumbu absis dalam beberapa skala kondisional (Gbr. 2), dan volume gas yang sesuai dengan suhu ini di sepanjang sumbu ordinat. Menghubungkan titik-titik yang diperoleh pada grafik, kita mendapatkan garis lurus, yang merupakan grafik ketergantungan volume gas ideal pada suhu pada tekanan konstan. Garis seperti itu disebut isobar, dan proses berlangsung pada tekanan konstan - isobarik.

Mari kita kembali ke grafik perubahan volume gas dari suhu. Mari kita lanjutkan garis lurus ke persimpangan, dengan sumbu x. Titik perpotongan akan sesuai dengan nol mutlak.

Mari kita asumsikan bahwa dalam persamaan (8) nilai V t= 0, maka kita memiliki:

tapi sejak V 0 0, maka, dari mana t= – 273°C. Tapi - 273°C=0K, yang harus dibuktikan.

Kami mewakili persamaan Gay-Lussac dalam bentuk:

Mengingat bahwa 273+ t=T, dan 273 K \u003d 0 ° C, kita mendapatkan:

Substitusi ke persamaan (9) nilai volume spesifik dan ambil t\u003d 1 kg, kami mendapatkan:

Relasi (10) mengungkapkan hukum Gay-Lussac, yang dapat dirumuskan sebagai berikut: pada tekanan konstan, volume spesifik dari massa yang identik dari gas ideal yang sama berbanding lurus dengan suhu absolutnya. Seperti dapat dilihat dari persamaan (10), hukum Gay-Lussac menyatakan bahwa bahwa hasil bagi membagi volume spesifik dari massa tertentu gas dengan suhu absolutnya adalah nilai konstan pada tekanan konstan tertentu.

Persamaan yang menyatakan hukum Gay-Lussac, secara umum, memiliki bentuk

dan dapat diperoleh dari persamaan dasar teori kinetik gas. Persamaan (6) dapat direpresentasikan sebagai

pada p=konstan kita peroleh persamaan (11). Hukum Gay-Lussac banyak digunakan dalam bidang teknik. Jadi, berdasarkan hukum pemuaian volumetrik gas, termometer gas ideal dibuat untuk mengukur suhu dalam kisaran 1 hingga 1400 K.

hukum Charles menetapkan ketergantungan tekanan massa gas tertentu pada suhu pada volume konstan. tekanan gas ideal dengan massa dan volume konstan meningkat secara linier ketika dipanaskan, yaitu dimana R o - tekanan at t= 0 °C.

Charles menentukan bahwa ketika dipanaskan dalam volume konstan, tekanan semua gas meningkat hampir sama, yaitu. ketika suhu naik 1 ° C, tekanan gas apa pun meningkat tepat 1/273 dari tekanan yang dimiliki massa gas ini pada 0 ° C. Mari kita nyatakan tekanan gas dengan massa tertentu dalam bejana pada 0 ° C melalui R 0, dan pada suhu t° melalui p t . Ketika suhu naik 1 ° C, tekanan meningkat, dan ketika suhu meningkat t°Ctekanan meningkat sebesar. tekanan pada suhu t°C sama dengan awal ditambah peningkatan tekanan atau

Rumus (12) memungkinkan Anda menghitung tekanan pada suhu berapa pun jika tekanan pada 0°C diketahui. Dalam perhitungan teknik, persamaan (hukum Charles) sering digunakan, yang mudah diperoleh dari relasi (12).

Karena, dan 273 + t = T atau 273 K = 0°C = T 0

Pada volume spesifik konstan, tekanan absolut dari gas ideal berbanding lurus dengan suhu absolut. Dengan menukar suku-suku tengah dari proporsi, kita peroleh

Persamaan (14) merupakan ekspresi hukum Charles dalam bentuk umum. Persamaan ini dapat dengan mudah diturunkan dari rumus (6)

Pada V=konstan kita memperoleh persamaan umum hukum Charles (14).

Untuk membuat grafik ketergantungan massa gas tertentu pada suhu pada volume konstan, kami menggunakan persamaan (13). Misalkan, pada suhu 273 K=0°C, tekanan suatu massa gas tertentu adalah 98 kPa. Menurut persamaan, tekanan pada suhu 373, 473, 573 ° C, masing-masing, akan menjadi 137 kPa (1,4 kgf / cm 2), 172 kPa (1,76 kgf / cm 2), 207 kPa (2,12 kgf / cm). 2). Berdasarkan data ini, kami membuat grafik (Gbr. 3). Garis lurus yang dihasilkan disebut isokhor, dan proses yang berlangsung pada volume konstan disebut isokhor.

Beras. 3. Ketergantungan tekanan gas pada suhu pada volume konstan

Hukum Boyle - Mariotte

Hukum Boyle - Mariotte- salah satu hukum gas dasar, ditemukan pada tahun 1662 oleh Robert Boyle dan ditemukan kembali secara independen oleh Edme Mariotte pada tahun 1676. Menjelaskan perilaku gas dalam proses isotermal. Hukum adalah konsekuensi dari persamaan Clapeyron.

• 1 Kata-kata
• 2 Konsekuensi
• 3 Lihat juga
• 4 Catatan
• 5 Sastra

Susunan kata

Hukum Boyle - Mariotte adalah sebagai berikut:

Pada suhu dan massa gas konstan, produk dari tekanan gas dan volumenya adalah konstan.

Dalam bentuk matematika, pernyataan ini ditulis sebagai rumus

di mana adalah tekanan gas; adalah volume gas, dan merupakan nilai konstan di bawah kondisi tertentu. Secara umum, nilainya ditentukan oleh sifat kimia, massa dan suhu gas.

Jelas, jika indeks 1 menunjukkan jumlah yang terkait dengan keadaan awal gas, dan indeks 2 - ke keadaan akhir, maka rumus di atas dapat ditulis sebagai

. Dari apa yang telah dikatakan dan rumus di atas, bentuk ketergantungan tekanan gas pada volumenya dalam proses isotermal berikut:

Ketergantungan ini adalah ekspresi lain, setara dengan yang pertama, dari isi hukum Boyle-Mariotte. Dia berarti itu

Tekanan suatu massa gas tertentu pada suhu konstan berbanding terbalik dengan volumenya.

Kemudian hubungan antara keadaan awal dan akhir dari gas yang berpartisipasi dalam proses isotermal dapat dinyatakan sebagai:

Perlu dicatat bahwa penerapan formula ini dan di atas, yang menghubungkan tekanan awal dan akhir dan volume gas satu sama lain, tidak terbatas pada kasus proses isotermal. Rumus tetap berlaku bahkan dalam kasus-kasus ketika suhu berubah selama proses, tetapi sebagai hasil dari proses, suhu akhir sama dengan yang awal.

Penting untuk diklarifikasi bahwa undang-undang ini hanya berlaku dalam kasus-kasus di mana gas yang dipertimbangkan dapat dianggap ideal. Secara khusus, hukum Boyle-Mariotte dipenuhi dengan akurasi tinggi dalam kaitannya dengan gas yang dimurnikan. Jika gas sangat terkompresi, maka penyimpangan signifikan dari hukum ini diamati.

Hukum Boyle - Mariotte, hukum Charles dan hukum Gay-Lussac, dilengkapi dengan hukum Avogadro, adalah dasar yang cukup untuk memperoleh persamaan keadaan gas ideal.

Konsekuensi

Hukum Boyle-Mariotte menyatakan bahwa tekanan gas dalam proses isotermal berbanding terbalik dengan volume yang ditempati oleh gas. Jika kita memperhitungkan bahwa kerapatan gas juga berbanding terbalik dengan volume yang ditempatinya, maka kita akan sampai pada kesimpulan:

Dalam proses isotermal, tekanan gas berubah sebanding dengan densitasnya.

Diketahui bahwa kompresibilitas, yaitu kemampuan gas untuk mengubah volumenya di bawah tekanan, dicirikan oleh faktor kompresibilitas. Dalam kasus proses isotermal, seseorang berbicara tentang koefisien kompresibilitas isotermal, yang ditentukan oleh rumus

di mana indeks T berarti bahwa turunan parsial diambil pada suhu konstan. Mengganti dalam rumus ini ekspresi untuk hubungan antara tekanan dan volume dari hukum Boyle-Mariotte, kita mendapatkan:

Dengan demikian, kami sampai pada kesimpulan:

Koefisien kompresibilitas isotermal dari gas ideal sama dengan kebalikan dari tekanannya.

Lihat juga

• Hukum Gay-Lussac
• hukum Charles
• Hukum Avogadro
• gas ideal
• Persamaan keadaan gas ideal

Catatan

1. Boyle - Hukum Mariotte // Ensiklopedia Fisik / Ch. ed. A.M.Prokhorov. - M.: Ensiklopedia Soviet, 1988. - T. 1. - S. 221-222. - 704 hal. - 100.000 eksemplar.
2. Sivukhin DV Kursus umum fisika. - M.: Fizmatlit, 2005. - T. II. Termodinamika dan fisika molekuler. - S.21-22. - 544 hal. - ISBN 5-9221-0601-5.
3. 1 2 Buku teks fisika dasar / Ed. G.S. Landsberg. - M.: Nauka, 1985. - T. I. Mekanika. Panas. Fisika molekuler. - S. 430. - 608 hal.
4. 1 2 3 Kikoin A.K., Kikoin I.K. Fisika molekuler. - M.: Nauka, 1976. - S. 35-36.
5. Pada massa yang konstan.
6. Livshits L. D. Kompresibilitas // Ensiklopedia Fisik / Ch. ed. A.M.Prokhorov. - M.: Great Russian Encyclopedia, 1994. - T. 4. - S. 492-493. - 704 hal. - 40.000 eksemplar.

   ISBN 5-85270-087-8.

literatur

• Petrushevsky F. F. Boyle-Mariotte law // Kamus Ensiklopedis Brockhaus dan Efron: dalam 86 volume (82 volume dan 4 tambahan). - St. Petersburg, 1890-1907.

Hukum Boyle - Informasi Mariotte Tentang

Hukum Boyle - Mariotte

Hukum Boyle - Mariotte
Hukum Boyle - Mariotte Anda sedang melihat subjek
Hukum Boyle - Marriotte apa, Hukum Boyle - Marriott siapa, Hukum Boyle - deskripsi Marriott

Ada kutipan dari wikipedia di artikel dan video ini

Situs kami memiliki sistem dalam fungsi mesin pencari. Atas: "apa yang Anda cari?" Anda dapat menanyakan semua yang ada di sistem dengan kotak. Selamat datang di mesin pencari kami yang sederhana, bergaya, dan cepat, yang telah kami siapkan untuk memberi Anda informasi yang paling akurat dan terkini.

Mesin pencari yang dirancang untuk Anda, memberikan Anda informasi terkini dan akurat dengan desain sederhana dan pengoperasian yang cepat. Anda dapat menemukan hampir semua informasi yang Anda cari di situs web kami.

Saat ini kami hanya melayani dalam bahasa Inggris, Turki, Rusia, Ukraina, Kazakh, dan Belarusia.
Bahasa baru akan segera ditambahkan ke sistem.

Kehidupan orang-orang terkenal memberi Anda informasi, gambar, dan video tentang ratusan topik seperti politisi, tokoh pemerintah, dokter, situs internet, tanaman, kendaraan teknologi, mobil, dll.

Hukum Boyle-Mariotte

Hubungan kuantitatif antara volume dan tekanan gas pertama kali ditetapkan oleh Robert Boyle pada tahun 1662. * Hukum Boyle-Mariotte menyatakan bahwa pada suhu konstan, volume gas berbanding terbalik dengan tekanannya.

Hukum ini berlaku untuk setiap jumlah tetap gas. Seperti yang dapat dilihat dari gambar. 3.2, representasi grafisnya mungkin berbeda. Grafik di sebelah kiri menunjukkan bahwa pada tekanan rendah, volume sejumlah tetap gas adalah besar.

Volume gas berkurang dengan meningkatnya tekanan. Secara matematis, ini ditulis seperti ini:

Namun, hukum Boyle-Mariotte biasanya ditulis dalam bentuk

Catatan seperti itu memungkinkan, misalnya, mengetahui volume gas awal V1 dan tekanannya p untuk menghitung tekanan p2 dalam volume baru V2.

Hukum Gay-Lussac (Hukum Charles)

Pada tahun 1787, Charles menunjukkan bahwa pada tekanan konstan, volume gas berubah (sebanding dengan suhunya. Ketergantungan ini disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 3.3, dari mana dapat dilihat bahwa volume gas berhubungan linier dengan suhunya Dalam bentuk matematika, ketergantungan ini dinyatakan sebagai berikut:

Hukum Charles sering ditulis dalam bentuk yang berbeda:

V1IT1 = V2T1 (2)

Hukum Charles disempurnakan oleh J. Gay-Lussac, yang pada tahun 1802 menemukan bahwa volume gas, ketika suhunya berubah 1°C, berubah 1/273 dari volume yang ditempati pada 0°C.

Oleh karena itu, jika kita mengambil volume sembarang gas pada 0°C dan pada tekanan konstan menurunkan suhunya sebesar 273°C, maka volume akhirnya akan sama dengan nol. Ini sesuai dengan suhu -273°C, atau 0 K. Suhu ini disebut nol mutlak. Nyatanya, hal itu tidak bisa dicapai. pada gambar.

Gambar 3.3 menunjukkan bagaimana ekstrapolasi plot volume gas versus suhu mengarah ke volume nol pada 0 K.

Nol mutlak, secara tegas, tidak dapat dicapai. Namun, di bawah kondisi laboratorium, adalah mungkin untuk mencapai suhu yang berbeda dari nol mutlak hanya 0,001 K. Pada suhu seperti itu, gerakan acak molekul praktis berhenti. Ini menghasilkan properti yang luar biasa.

Misalnya, logam yang didinginkan hingga suhu mendekati nol mutlak kehilangan hambatan listriknya hampir seluruhnya dan menjadi superkonduktor*. Contoh zat dengan sifat suhu rendah yang tidak biasa lainnya adalah helium.

Pada suhu mendekati nol mutlak, helium kehilangan viskositasnya dan menjadi superfluida.

* Pada tahun 1987, zat ditemukan (keramik disinter dari oksida unsur lantanida, barium dan tembaga) yang menjadi superkonduktor pada suhu yang relatif tinggi, pada urutan 100 K (-173 °C). Superkonduktor "suhu tinggi" ini membuka prospek besar dalam teknologi.- Kira-kira. terjemahan

Utama peralatan laboratorium adalah desktop tempat semua pekerjaan eksperimental dilakukan.

Setiap laboratorium harus memiliki ventilasi yang baik. Lemari asam diperlukan, di mana semua pekerjaan dilakukan dengan menggunakan senyawa yang berbau busuk atau beracun, serta membakar zat organik dalam cawan lebur.

Di lemari asam khusus, di mana pekerjaan yang berhubungan dengan pemanasan tidak dilakukan, zat yang mudah menguap, berbahaya atau berbau busuk (bromin cair, asam nitrat dan klorida pekat, dll.) disimpan.

), serta zat yang mudah terbakar (karbon disulfida, eter, benzena, dll.).

Laboratorium membutuhkan pasokan air, saluran pembuangan, arus teknis, kabel gas dan pemanas air. Juga diinginkan untuk memiliki suplai udara tekan, saluran vakum, suplai air panas dan uap.

Jika tidak ada pasokan khusus, pemanas air dari berbagai sistem digunakan untuk menghasilkan air panas.

Melalui peralatan ini, dipanaskan dengan listrik atau gas, pancaran air panas pada suhu hampir 100 ° C dapat diperoleh dengan cepat.

Laboratorium harus memiliki instalasi untuk penyulingan (atau demineralisasi) air, karena tidak mungkin bekerja di laboratorium tanpa air suling atau demineralisasi. Dalam kasus di mana memperoleh air suling sulit atau tidak mungkin, air suling komersial digunakan.

Harus ada toples tanah liat dengan kapasitas 10-15 liter di dekat meja kerja dan bak air untuk mengalirkan larutan yang tidak perlu, reagen, dll., serta keranjang untuk pecahan kaca, kertas, dan sampah kering lainnya.

Selain meja kerja, laboratorium harus memiliki meja tempat semua buku catatan dan catatan disimpan, dan, jika perlu, tabel judul. Harus ada bangku atau kursi tinggi di dekat meja kerja.

Timbangan analitik dan instrumen yang memerlukan instalasi stasioner (elektrometrik, optik, dll.) ditempatkan di ruang terpisah yang terkait dengan laboratorium, dan ruang penimbangan khusus harus dialokasikan untuk timbangan analitik. Diinginkan bahwa ruang penimbangan ditempatkan dengan jendela di utara. Hal ini penting karena timbangan tidak boleh terkena sinar matahari (“Timbangan dan Penimbangan”).

Di laboratorium, Anda juga harus memiliki buku referensi, manual, dan buku teks yang paling diperlukan, karena seringkali selama bekerja ada kebutuhan untuk nada atau informasi lainnya.

Lihat juga

halaman 3

Peralatan gelas kimia yang digunakan di laboratorium dapat dibagi menjadi beberapa kelompok. Menurut tujuannya, hidangan dapat dibagi menjadi hidangan tujuan umum, tujuan khusus, dan hidangan terukur. Menurut bahannya - untuk hidangan yang terbuat dari kaca biasa, kaca khusus, kuarsa.

Ke grup. item tujuan umum termasuk item yang harus selalu ada di laboratorium dan tanpanya sebagian besar pekerjaan tidak dapat dilakukan. Yaitu: tabung reaksi, corong sederhana dan corong pisah, gelas, labu alas datar, pengkristal, labu kerucut (Erlenmeyer), labu Bunsen, lemari es, retort, labu air suling, tee, keran.

Kelompok tujuan khusus mencakup barang-barang yang digunakan untuk satu tujuan, misalnya: peralatan Kipp, peralatan Sok-rally, peralatan Kjeldahl, labu refluks, labu Wulff, labu Tishchenko, piknometer, hidrometer, labu Drexel, peralatan Kali , penguji karbon dioksida, labu alas bulat, lemari es khusus, penguji berat molekul, penguji titik leleh dan titik didih, dll.

Peralatan volumetrik meliputi: gelas ukur dan gelas kimia, pipet, buret dan labu volumetrik.

Untuk memulai, kami sarankan menonton video berikut, di mana jenis utama gelas kimia dipertimbangkan secara singkat dan mudah.

Lihat juga:

Peralatan masak serba guna

Tabung reaksi (Gbr. 18) adalah bejana silindris sempit dengan dasar membulat; mereka datang dalam berbagai ukuran dan diameter dan dari kaca yang berbeda. Tabung reaksi laboratorium biasa terbuat dari kaca yang dapat melebur, tetapi untuk pekerjaan khusus, ketika diperlukan pemanasan hingga suhu tinggi, tabung reaksi terbuat dari kaca tahan api atau kuarsa.

Selain tabung reaksi biasa dan sederhana, tabung uji kerucut bertingkat dan centrifuge juga digunakan.

Tabung reaksi yang digunakan disimpan dalam rak kayu, plastik atau logam khusus (Gbr. 19).

Beras. 18. Tabung polos dan bertingkat

Beras. 20. Menambahkan zat bubuk ke dalam tabung reaksi.

Tabung reaksi digunakan terutama untuk pekerjaan analitik atau mikrokimia. Saat melakukan reaksi dalam tabung reaksi, reagen tidak boleh digunakan dalam jumlah yang terlalu banyak. Benar-benar tidak dapat diterima bahwa tabung reaksi diisi sampai penuh.

Reaksi dilakukan dengan sejumlah kecil zat; 1/4 atau bahkan 1/8 dari kapasitas tabung reaksi sudah cukup. Terkadang perlu memasukkan zat padat (bubuk, kristal, dll.) ke dalam tabung reaksi.

), untuk ini, selembar kertas dengan lebar sedikit kurang dari diameter tabung reaksi dilipat menjadi dua panjangnya dan jumlah padatan yang diperlukan dituangkan ke dalam sendok yang dihasilkan. Tabung dipegang di tangan kiri, dimiringkan secara horizontal, dan sendok dimasukkan ke dalamnya hampir ke bawah (Gbr. 20).

Kemudian tabung reaksi ditempatkan secara vertikal, tetapi juga dipukul ringan di atasnya. Ketika semua padatan telah dicurahkan, sendok kertas dikeluarkan.

Untuk mencampur reagen yang dituangkan, pegang tabung reaksi dengan ibu jari dan jari telunjuk tangan kiri di ujung atas dan dukung dengan jari tengah, dan dengan jari telunjuk tangan kanan, pukul bagian bawah tabung reaksi dengan pukulan miring. Ini cukup agar isinya tercampur dengan baik.

Benar-benar tidak dapat diterima untuk menutup tabung reaksi dengan jari Anda dan mengocoknya dalam bentuk ini; dalam hal ini, seseorang tidak hanya dapat memasukkan sesuatu yang asing ke dalam cairan di dalam tabung reaksi, tetapi terkadang merusak kulit jari, terbakar, dll.

Jika lebih dari setengah tabung berisi cairan, isinya dicampur dengan batang kaca.

Jika tabung perlu dipanaskan, tabung harus dijepit pada dudukannya.

Ketika tabung reaksi tidak tepat dan sangat panas, cairan dengan cepat mendidih dan memercik keluar, jadi Anda perlu memanaskannya dengan hati-hati.Ketika gelembung mulai muncul, tabung reaksi harus disisihkan dan, jangan di nyalakan kompor, tetapi di dekatnya atau di atasnya, lanjutkan pemanasan dengan udara panas. Saat dipanaskan, ujung tabung reaksi yang terbuka harus dijauhkan dari pekerja dan tetangga di atas meja.

Ketika pemanasan yang kuat tidak diperlukan, lebih baik menurunkan tabung reaksi dengan cairan yang dipanaskan ke dalam air panas. Jika Anda bekerja dengan tabung reaksi kecil (untuk analisis semi-mikro), maka tabung tersebut hanya dipanaskan dalam air panas yang dituangkan ke dalam gelas kimia dengan ukuran yang sesuai (kapasitas tidak lebih dari 100 ml).

Corong digunakan untuk transfusi - cairan, untuk penyaringan, dll. Corong kimia diproduksi dalam berbagai ukuran, diameter atasnya adalah 35, 55, 70, 100, 150, 200, 250 dan 300 mm.

Corong biasa memiliki dinding bagian dalam yang halus, tetapi corong dengan permukaan bagian dalam bergaris kadang-kadang digunakan untuk filtrasi yang dipercepat.

Corong filter selalu memiliki sudut 60° dan ujung yang panjang.

Selama operasi, corong dipasang baik di dudukan khusus atau di cincin di dudukan laboratorium konvensional (Gbr. 21).

Untuk menyaring ke dalam gelas, berguna untuk membuat dudukan corong sederhana (Gbr. 22).Untuk melakukan ini, potongan lembaran aluminium dengan panjang 70-80 lsh dan lebar 20 mm dipotong dengan ketebalan sekitar 2 mm.

Sebuah lubang dengan diameter 12-13 mm dibor di salah satu ujung strip dan strip ditekuk seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 22, a. Cara memperbaiki corong pada kaca ditunjukkan pada gambar. 22b.

Saat menuangkan cairan ke dalam botol atau labu, jangan mengisi corong sampai penuh.

Jika corong melekat erat pada leher bejana tempat cairan dituangkan, maka transfusi menjadi sulit, karena peningkatan tekanan dibuat di dalam bejana. Oleh karena itu, corong perlu dinaikkan dari waktu ke waktu.

Bahkan lebih baik untuk membuat celah antara corong dan leher kapal dengan memasukkan, misalnya, selembar kertas di antara mereka. Dalam hal ini, Anda perlu memastikan bahwa paking tidak masuk ke dalam bejana. Lebih baik menggunakan segitiga kawat, yang dapat Anda lakukan sendiri.

Segitiga ini ditempatkan di leher kapal dan kemudian corong dimasukkan.

Ada nozel karet atau plastik khusus di leher piring, yang menyediakan komunikasi antara bagian dalam labu dan atmosfer luar (Gbr. 23).

Beras. 21. Memperkuat corong kimia kaca

Beras. 22. Perangkat untuk memasang corong pada kaca, pada tripod.

Untuk pekerjaan analitik saat memfilter, lebih baik menggunakan corong analitik (Gbr. 24). Keunikan corong ini adalah bahwa mereka memiliki ujung potongan memanjang, yang diameter dalamnya lebih kecil di bagian atas daripada di bagian bawah; desain ini mempercepat penyaringan.

Selain itu, ada corong analitik dengan permukaan bagian dalam bergaris yang menopang filter, dan dengan pemuaian bola pada titik di mana corong masuk ke dalam tabung. Corong dengan desain ini mempercepat proses penyaringan hampir tiga kali lipat dibandingkan dengan corong konvensional.

Beras. 23. Nozel untuk leher botol. Beras. 24. Corong analitis.

Corong pemisah(Gbr. 25) digunakan untuk memisahkan cairan yang tidak dapat bercampur (misalnya, air dan minyak). Mereka berbentuk silinder atau buah pir dan dalam banyak kasus dilengkapi dengan penghenti kaca tanah.

Di bagian atas tabung outlet adalah stopcock kaca tanah. Kapasitas corong pisah berbeda (dari 50 ml hingga beberapa liter), tergantung pada kapasitas, ketebalan dinding juga berubah.

Semakin kecil kapasitas corong, semakin tipis dindingnya, dan sebaliknya.

Selama operasi, corong pemisah, tergantung pada kapasitas dan bentuknya, diperkuat dengan cara yang berbeda. Corong silinder berkapasitas kecil dapat dipasang hanya di kaki. Corong besar ditempatkan di antara dua cincin.

Bagian bawah corong silinder harus bertumpu pada sebuah cincin, yang diameternya sedikit lebih kecil dari diameter corong, cincin atas memiliki diameter yang sedikit lebih besar.

Jika corong berosilasi, pelat gabus harus ditempatkan di antara cincin dan corong.

Corong pemisah berbentuk buah pir dipasang pada cincin, lehernya dijepit dengan kaki. Corong selalu diperbaiki terlebih dahulu, dan baru kemudian cairan yang akan dipisahkan dituangkan ke dalamnya.

Corong lempar (Gbr. 26) berbeda dari corong pisah karena lebih ringan, berdinding tipis dan

Beras. 25. Corong pemisah. Nasi. 26. Corong tetes.

Dalam kebanyakan kasus dengan akhir yang panjang. Corong ini digunakan dalam banyak pekerjaan, ketika suatu zat ditambahkan ke massa reaksi dalam porsi kecil atau setetes demi setetes. Oleh karena itu, mereka biasanya merupakan bagian dari instrumen. Corong dipasang di leher labu pada bagian tipis atau dengan sumbat gabus atau karet.

Sebelum bekerja dengan corong pemisah atau jatuh, bagian keran kaca harus dilumasi dengan hati-hati dengan petroleum jelly atau pelumas khusus.

Hal ini memungkinkan untuk membuka faucet dengan mudah dan tanpa kesulitan, yang sangat penting, karena jika faucet terbuka dengan kencang, dapat merusaknya atau merusak seluruh perangkat saat membukanya.

Pelumas harus dioleskan dengan sangat tipis agar ketika kran diputar tidak masuk ke dalam tabung corong atau di dalam bukaan kran.

Untuk aliran tetesan cairan yang lebih seragam dari corong penetes dan untuk memantau laju suplai cairan, corong penetes dengan nozzle digunakan (Gbr. 27). Corong seperti itu segera setelah keran memiliki bagian yang diperluas yang masuk ke dalam tabung. Cairan memasuki ekspansi ini melalui tabung pendek melalui stopcock dan kemudian ke dalam tabung corong.

Beras. 27. Corong tetes dengan nozzle

Beras. 28. Kacamata kimia.

Beras. 29. Corong datar dengan nosel

barang pecah belah 1 2 3

Lihat juga

Pelajaran 25

Arsip pelajaran Hukum dasar kimia

Pelajaran 25" Hukum Boyle-Mariotte» dari kursus « Kimia untuk boneka» pertimbangkan hukum yang berkaitan dengan tekanan dan volume gas, serta grafik tekanan versus volume dan volume versus tekanan. Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa dalam pelajaran terakhir "Tekanan Gas", kami memeriksa perangkat dan prinsip pengoperasian barometer air raksa, serta mendefinisikan tekanan dan mempertimbangkan unit pengukurannya.

Robert Boyle(1627-1691), kepada siapa kita berutang definisi praktis pertama yang benar dari unsur kimia (kita akan belajar di Bab 6), juga tertarik pada fenomena yang terjadi di bejana dengan udara yang dimurnikan.

Dalam menciptakan pompa vakum untuk memompa udara keluar dari wadah tertutup, ia menarik perhatian pada properti yang akrab bagi siapa saja yang pernah menggembungkan ruang sepak bola atau dengan hati-hati meremas balon: semakin banyak udara dalam wadah tertutup yang dimampatkan, semakin menahan kompresi.

Boyle menyebut properti ini " kekenyalan» udara dan mengukurnya menggunakan perangkat sederhana yang ditunjukkan pada gambar. 3.2, a dan b.

Boyle menutup sebagian udara dengan air raksa di ujung tabung melengkung yang tertutup (Gbr. 3-2, a) dan kemudian mengompres udara ini, secara bertahap menambahkan merkuri ke ujung tabung yang terbuka (Gbr. 3-2, b).

Tekanan yang dialami oleh udara di bagian tabung yang tertutup sama dengan jumlah tekanan atmosfer dan tekanan kolom air raksa yang tingginya h (h adalah ketinggian di mana kadar air raksa di ujung terbuka tabung melebihi tingkat merkuri pada ujung tertutup). Data pengukuran tekanan dan volume yang diperoleh Boyle disajikan pada Tabel. 3-1.

Meskipun Boyle tidak mengambil tindakan khusus untuk mempertahankan suhu gas yang konstan, tampaknya dalam eksperimennya itu hanya berubah sedikit. Namun, Boyle memperhatikan bahwa panas dari nyala lilin menyebabkan perubahan signifikan pada sifat-sifat udara.

Analisis data tekanan dan volume udara selama kompresi

Tabel 3-1, yang berisi data eksperimen Boyle tentang hubungan antara tekanan dan volume udara atmosfer, terletak di bawah spoiler.

Setelah peneliti menerima data yang serupa dengan yang diberikan pada Tabel. 3-1, dia mencoba menemukan persamaan matematika yang menghubungkan dua besaran yang saling bergantung yang dia ukur.

Salah satu cara untuk mendapatkan persamaan seperti itu adalah dengan memplot secara grafis berbagai kekuatan dari satu kuantitas terhadap yang lain, dengan harapan mendapatkan grafik garis lurus.

Persamaan umum garis lurus adalah:

di mana x dan y adalah variabel terkait, dan a dan b adalah bilangan konstan. Jika b adalah nol, sebuah garis lurus melalui titik asal.

pada gambar. 3-3 menunjukkan berbagai cara representasi grafis dari data untuk tekanan P dan volume V, yang diberikan dalam tabel. 3-1.

Grafik P versus 1/K dan V versus 1/P adalah garis lurus yang melalui titik asal.

Plot log P versus log V juga merupakan garis lurus bersudut negatif dengan sudut singgung -1. Ketiga plot ini menghasilkan persamaan ekivalen:

• P \u003d a / V (3-3a)
• V = a / P (3-3b)

• lg V \u003d lg a - lg P (3-3c)

Masing-masing persamaan ini adalah salah satu varian Hukum Boyle-Mariotte, yang biasanya dirumuskan sebagai berikut: untuk sejumlah mol gas tertentu, tekanannya sebanding dengan volumenya, asalkan suhu gas tetap konstan.

Omong-omong, Anda mungkin bertanya-tanya mengapa hukum Boyle-Mariotte disebut nama ganda. Hal ini terjadi karena hukum ini, terlepas dari Robert Boyle, yang menemukannya pada tahun 1662, ditemukan kembali oleh Edme Mariotte pada tahun 1676. Itu dia.

Jika hubungan antara dua besaran terukur sesederhana dalam kasus ini, hubungan tersebut juga dapat ditentukan secara numerik.

Jika setiap nilai tekanan P dikalikan dengan nilai volume V yang sesuai, mudah untuk memverifikasi bahwa semua produk untuk sampel gas tertentu pada suhu konstan kira-kira sama (lihat Tabel 3-1). Dengan demikian, seseorang dapat menulis bahwa

Persamaan (3-3g) menggambarkan hubungan hiperbolik antara nilai P dan V (lihat Gambar 3-3, a). Untuk memeriksa bahwa grafik ketergantungan P pada V, yang dibangun menurut data eksperimen, benar-benar sesuai dengan hiperbola, kami akan membuat grafik tambahan ketergantungan produk P V pada P dan memastikan bahwa itu adalah garis lurus horizontal (lihat Gambar 3-3,e).

Boyle menemukan bahwa untuk sejumlah gas tertentu pada suhu konstan, hubungan antara tekanan P dan volume V cukup memuaskan dijelaskan oleh hubungan

• P V = const (pada konstan T dan n) (3-4)

Rumus dari hukum Boyle-Mariotte

Untuk membandingkan volume dan tekanan sampel gas yang sama dalam kondisi yang berbeda (tetapi pada suhu konstan), akan lebih mudah untuk mewakili hukum boyle-mariotte dalam rumus berikut:

di mana indeks 1 dan 2 sesuai dengan dua kondisi yang berbeda.

Contoh 4 Kantong makanan plastik yang dikirim ke Dataran Tinggi Colorado (lihat Contoh 3) sering pecah karena udara di dalamnya mengembang saat naik dari permukaan laut ke ketinggian 2500 m, dalam kondisi tekanan atmosfer yang berkurang.

Jika kita berasumsi bahwa ada 100 cm3 udara di dalam kantong pada tekanan atmosfer yang sesuai dengan permukaan laut, berapa volume yang harus ditempati udara ini pada suhu yang sama di Dataran Tinggi Colorado? (Asumsikan bahwa kantong berkerut digunakan untuk mengirimkan produk yang tidak membatasi ekspansi udara; data yang hilang harus diambil dari contoh 3.)

Keputusan
Kami akan menggunakan hukum Boyle dalam bentuk persamaan (3-5), di mana indeks 1 untuk kondisi di permukaan laut, dan indeks 2 untuk kondisi di ketinggian 2500 m di atas permukaan laut. Maka P1 = 1.000 atm, V1 = 100 cm3, P2 = 0,750 atm, dan V2 harus dihitung. Jadi,

22. Hukum Boyle-Mariotte

Salah satu hukum gas ideal adalah Hukum Boyle-Mariotte, yang berbunyi: produk tekanan P per volume V gas pada massa gas dan suhu konstan. Kesetaraan ini disebut persamaan isoterm. Isoterm digambarkan pada diagram PV dari keadaan gas sebagai hiperbola dan, tergantung pada suhu gas, menempati satu atau lain posisi. Proses berlangsung di T= konstanta, disebut isotermal. bensin di T= konstanta memiliki energi internal konstan U. Jika gas memuai secara isotermal, maka semua panas melakukan kerja. Usaha yang dilakukan oleh gas yang memuai secara isotermal sama dengan jumlah kalor yang harus diberikan ke gas untuk melakukan itu:

dA= dQ= PdV,

dimana D TETAPI- pekerjaan dasar;

dv- volume dasar;

P- tekanan. Jika V1 > V2 dan P1< P 2 , то газ сжимается, и работа принимает отрицательное значение. Для того чтобы условие T= const terpenuhi, perlu untuk mempertimbangkan perubahan tekanan dan volume sebagai sangat lambat. Ada juga persyaratan untuk media di mana gas berada: ia harus memiliki kapasitas panas yang cukup besar. Rumus untuk perhitungan juga cocok dalam hal memasok energi panas ke sistem. Kompresibilitas gas disebut sifatnya untuk berubah volume dengan perubahan tekanan. Setiap zat memiliki faktor kompresibilitas, dan itu sama dengan:

c = 1 / V O (dV / CP) T ,

di sini turunannya diambil di T= konstanta

Faktor kompresibilitas diperkenalkan untuk mengkarakterisasi perubahan volume dengan perubahan tekanan. Untuk gas ideal, itu sama dengan:

c = -1 / P.

Dalam SI, faktor kompresibilitas memiliki dimensi sebagai berikut: [c] = m 2 /N.

Teks ini adalah bagian pengantar. Dari buku Kreativitas sebagai ilmu pasti [Teori pemecahan masalah inventif] pengarang Altshuller Heinrich Saulovich

1. Hukum kelengkapan bagian-bagian sistem Sebuah kondisi yang diperlukan untuk kelangsungan hidup mendasar dari sistem teknis adalah kehadiran dan kinerja minimum dari bagian-bagian utama dari sistem. Setiap sistem teknis harus mencakup empat bagian utama: mesin,

Dari buku Antarmuka: Arah Baru dalam Desain Sistem Komputer penulis Ruskin Jeff

2. Hukum "konduktivitas energi" dari sistem Suatu kondisi yang diperlukan untuk kelangsungan fundamental sistem teknis adalah lewatnya energi melalui semua bagian sistem. Setiap sistem teknis adalah konverter energi. Oleh karena itu yang jelas

Dari buku Instrumentasi penulis Babaev M A

6. Hukum transisi ke supersistem Setelah habis kemungkinan pengembangan, sistem termasuk dalam supersistem sebagai salah satu bagian; pada saat yang sama, perkembangan lebih lanjut terjadi pada tingkat supersistem. Kami telah berbicara tentang undang-undang ini. Mari beralih ke dinamika. Ini termasuk undang-undang yang

Dari buku Teknik Panas pengarang Burkhanova Natalia

7. Hukum transisi dari tingkat makro ke tingkat mikro Perkembangan organ kerja sistem pertama-tama menuju ke tingkat makro dan kemudian ke tingkat mikro. Dalam sebagian besar sistem teknis modern, benda kerja adalah "potongan besi", misalnya, baling-baling pesawat, roda mobil, pemotong

Dari buku Linguistik Komputasi untuk Semua: Mitos. Algoritma. Bahasa pengarang Anisimov Anatoly Vasilievich

8. Hukum kenaikan derajat su-bidang Perkembangan sistem teknis menuju ke arah peningkatan derajat su-bidang. Yang dimaksud dengan undang-undang ini adalah bahwa sistem non-su-field cenderung menjadi su-field, dan dalam sistem su-field, perkembangan berjalan ke arah

Dari buku Phenomenon of Science [Cybernetic Approach to Evolution] pengarang Turchin Valentin Fedorovich

Dari buku Nanoteknologi [Ilmu Pengetahuan, Inovasi dan Peluang] oleh Foster Lynn

4.4.1. Hukum Fitts Mari kita bayangkan bahwa Anda memindahkan kursor ke tombol yang ditampilkan di layar. Tombol adalah target dari gerakan ini. Panjang garis lurus yang menghubungkan posisi awal kursor dan titik terdekat dari objek target didefinisikan dalam hukum Fitts sebagai jarak. pada

Dari buku Sejarah penemuan dan penemuan luar biasa (teknik listrik, industri tenaga listrik, elektronik radio) pengarang Shneiberg Jan Abramovich

4.4.2. Hukum Hick Sebelum memindahkan kursor ke target atau melakukan tindakan lain dari serangkaian opsi, pengguna harus memilih objek atau tindakan itu. Hukum Hick menyatakan bahwa ketika ada n opsi untuk dipilih, waktu untuk memilih adalah

Dari buku penulis

9. Hukum distribusi Poisson dan Gauss Hukum Poisson. Nama lain untuk itu adalah hukum ra-penentuan kejadian langka. Hukum Poisson (P.P.) diterapkan dalam kasus-kasus di mana tidak mungkin, dan oleh karena itu penggunaan B / Z / R tidak tepat.

Dari buku penulis

23. Hukum Gay-Lussac Hukum Gay-Lussac mengatakan: perbandingan volume gas terhadap suhunya pada tekanan gas konstan dan massanya konstan V / T = m / MO R / P = konstan pada P = konstan, m = konstanta nama persamaan isobar. Sebuah isobar digambarkan pada diagram PV dengan garis lurus,

Dari buku penulis

24. Hukum Charles Hukum Charles menyatakan bahwa rasio tekanan gas terhadap suhunya adalah konstan jika volume dan massa gas tidak berubah: P / T = m / MО R / V = ​​konstan pada V = konstan, m = const .Isochore digambarkan pada diagram PV dari garis lurus yang sejajar dengan sumbu P, dan

Dari buku penulis

30. Hukum kekekalan dan transformasi energi Hukum pertama termodinamika didasarkan pada hukum universal konservasi dan transformasi energi, yang menetapkan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dihilangkan. Benda-benda yang berpartisipasi dalam proses termodinamika berinteraksi satu sama lain

Dari buku penulis

PUTRI KATAK DAN HUKUM STABILITAS Seperti yang ditekankan sebelumnya (hukum abstraksi), pemikiran primitif mampu menganalisis fenomena konkret dan mensintesis sistem abstrak baru. Karena objek apa pun yang dibangun oleh kesadaran dianggap sebagai hidup, dan hidup

Dari buku penulis

1.1. Hukum dasar evolusi Dalam proses evolusi kehidupan, sejauh yang kita ketahui, selalu ada dan sekarang peningkatan massa total materi hidup dan kerumitan organisasinya. Memperumit organisasi formasi biologis, alam bertindak sesuai dengan metode percobaan dan

Dari buku penulis

4.2. Hukum Moore Dalam bentuknya yang paling sederhana, Hukum Moore adalah pernyataan bahwa kerapatan rangkaian transistor berlipat ganda setiap 18 bulan. Penulisan undang-undang tersebut dikaitkan dengan salah satu pendiri perusahaan terkenal Intel, Gordon Moore. Tegasnya, di

Hubungan kuantitatif antara volume dan tekanan gas pertama kali ditetapkan oleh Robert Boyle pada tahun 1662. * Hukum Boyle-Mariotte menyatakan bahwa pada suhu konstan, volume gas berbanding terbalik dengan tekanannya. Hukum ini berlaku untuk setiap jumlah tetap gas. Seperti yang dapat dilihat dari gambar. 3.2, representasi grafisnya mungkin berbeda. Grafik di sebelah kiri menunjukkan bahwa pada tekanan rendah, volume sejumlah tetap gas adalah besar. Volume gas berkurang dengan meningkatnya tekanan. Secara matematis, ini ditulis seperti ini:

Namun, hukum Boyle-Mariotte biasanya ditulis dalam bentuk

Catatan seperti itu memungkinkan, misalnya, mengetahui volume gas awal V1 dan tekanannya p untuk menghitung tekanan p2 dalam volume baru V2.

Hukum Gay-Lussac (Hukum Charles)

Pada tahun 1787, Charles menunjukkan bahwa pada tekanan konstan, volume gas berubah (sebanding dengan suhunya. Ketergantungan ini disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 3.3, dari mana dapat dilihat bahwa volume gas berhubungan linier dengan suhunya Dalam bentuk matematika, ketergantungan ini dinyatakan sebagai berikut:

Hukum Charles sering ditulis dalam bentuk yang berbeda:

V1IT1 = V2T1 (2)

Hukum Charles disempurnakan oleh J. Gay-Lussac, yang pada tahun 1802 menemukan bahwa volume gas, ketika suhunya berubah 1°C, berubah 1/273 dari volume yang ditempati pada 0°C. Oleh karena itu, jika kita mengambil volume sembarang gas pada 0°C dan pada tekanan konstan menurunkan suhunya sebesar 273°C, maka volume akhirnya akan sama dengan nol. Ini sesuai dengan suhu -273°C, atau 0 K. Suhu ini disebut nol mutlak. Nyatanya, hal itu tidak bisa dicapai. pada gambar. Gambar 3.3 menunjukkan bagaimana ekstrapolasi plot volume gas versus suhu mengarah ke volume nol pada 0 K.

Nol mutlak, secara tegas, tidak dapat dicapai. Namun, di bawah kondisi laboratorium, adalah mungkin untuk mencapai suhu yang berbeda dari nol mutlak hanya 0,001 K. Pada suhu seperti itu, gerakan acak molekul praktis berhenti. Ini menghasilkan properti yang luar biasa. Misalnya, logam yang didinginkan hingga suhu mendekati nol mutlak kehilangan hambatan listriknya hampir seluruhnya dan menjadi superkonduktor*. Contoh zat dengan sifat suhu rendah yang tidak biasa lainnya adalah helium. Pada suhu mendekati nol mutlak, helium kehilangan viskositasnya dan menjadi superfluida.

* Pada tahun 1987, zat ditemukan (keramik disinter dari oksida unsur lantanida, barium dan tembaga) yang menjadi superkonduktor pada suhu yang relatif tinggi, pada urutan 100 K (-173 °C). Superkonduktor "suhu tinggi" ini membuka prospek besar dalam teknologi.- Kira-kira. terjemahan