ચાર્લ્સ કાયદાની વ્યાખ્યા અને સૂત્ર. ગેસ કાયદા

1. પ્રયોગ કોણે અને ક્યારે હાથ ધર્યો હતો, તેનો હેતુ શું હતો

પ્રથમ ગેસ કાયદો રોબર્ટ બોયલ દ્વારા શોધાયો હતો અને 1660 માં તેમની કૃતિ "એર સ્પ્રિંગને લગતા નવા પ્રયોગો" માં પ્રકાશિત થયો હતો. આર. બોયલે, કાળજીપૂર્વક ડિઝાઇન કરેલા જથ્થાત્મક પ્રયોગના આધારે, સાબિત કર્યું કે "ગેસની સ્થિતિસ્થાપકતા [દબાણ] તેના વોલ્યુમના વિપરિત પ્રમાણમાં છે." તેમના સંશોધન દરમિયાન, તેમણે તાપમાન પર સંકુચિત ગેસના વોલ્યુમની અવલંબનનો જથ્થાત્મક અભ્યાસ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. જો કે, આર. બોયલે આ નિર્ભરતાને પુષ્ટિ આપતો ચોક્કસ ડેટા પ્રાપ્ત કર્યો ન હતો.

જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે હવાના વિસ્તરણ પર સંશોધન જી. એમોન્ટન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. પાછળથી, એ. વોલ્ટા, ડી. ડાલ્ટન, જે. પ્રિસ્ટલી, ટી. સોસુર અને અન્યો દ્વારા સમાન પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા.

એવું માનવામાં આવે છે કે અભ્યાસમાં પ્રથમ સંતોષકારક માપ થર્મલ વિસ્તરણવાયુઓ 1801 માં અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી અને રસાયણશાસ્ત્રી જોન ડાલ્ટન (1766–1844) દ્વારા મેળવવામાં આવ્યા હતા. તેણે શોધ્યું કે ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડજ્યારે ગરમ થાય ત્યારે તે જ વર્તન કરે છે.

પ્રાપ્ત પરિણામોના આધારે, ડી. ડાલ્ટન અત્યંત સાવધાનીપૂર્વક નિષ્કર્ષની રચના કરે છે: "સામાન્ય રીતે, મને એવા નિષ્કર્ષ પર આવવાથી રોકવા માટે પૂરતું કારણ દેખાતું નથી કે સમાન દબાણ પરના તમામ "સ્થિતિસ્થાપક" વાયુઓ જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે સમાન રીતે વિસ્તરે છે."

1802માં જે.એલ. ગે-લુસાક દ્વારા સમાન નિષ્કર્ષ પર પહોંચ્યું હતું. પરંતુ તેમનું નિવેદન ડી. ડાલ્ટનના નિવેદન કરતાં વધુ ચોક્કસ હતું. દેખીતી રીતે, તેથી જ વાયુઓના થર્મલ વિસ્તરણ પરના કાયદાને ડી. ડાલ્ટન પછી નહીં, પરંતુ જે.એલ. ગે-લુસાક પછી કહેવામાં આવે છે.

ગે-લુસાક દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતું ઉપકરણ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 2. ગેસ, સંપૂર્ણપણે સુકાઈ જાય છે, એક ડબ્બામાં છે. નળીમાં પારાની એક ટીપું છે જે ગેસને ફસાવે છે. ટ્યુબ આડા સ્થિત છે, તેથી વિસ્તરણ દરમિયાન દબાણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.

ગે-લુસાક (1787 માં) કરતાં પંદર વર્ષ પહેલાં, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી જેક્સ ચાર્લ્સ (1746-1823) દ્વારા, કોઈપણ પ્રકાશન વિના, આ મુદ્દા પર સંશોધન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. ચાર્લ્સે શોધી કાઢ્યું કે ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હવા 0 અને 100 ºС વચ્ચેના તાપમાનની શ્રેણીમાં સમાન રીતે વિસ્તરે છે. ગે-લુસાક તેમના સાથીદારના કાર્ય વિશે જાણતા હતા અને તેમણે આગ્રહ કર્યો હતો કે ગેસના બીજા કાયદાનું નામ જેક્સ એલેક્ઝાન્ડ્રે સીઝર ચાર્લ્સ પછી રાખવામાં આવે. એ નોંધવું જોઇએ કે રશિયા સહિત કેટલાક દેશોમાં આ કાયદો હજુ પણ ગે-લુસાકના કાયદા તરીકે ઓળખાય છે. વિજ્ઞાનના ઇતિહાસ પરના પ્રકાશનોમાં, ત્રીજા ગેસ કાયદાની શોધની પ્રાથમિકતા - તાપમાનના આધારે ગેસના દબાણમાં ફેરફારનો કાયદો - સામાન્ય રીતે ચર્ચા કરવામાં આવતી નથી. આ અવલંબન, તેમજ તાપમાન પર ગેસના જથ્થાની અવલંબનનો અભ્યાસ 17મી-18મી સદીમાં વાયુઓના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરનારા ઘણા વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. વાયુઓના થર્મલ વિસ્તરણના કાયદાની શોધનો ઇતિહાસ થર્મોમીટર્સની શોધ અને સુધારણાના ઇતિહાસ સાથે જોડાયેલો છે.

શરીરમાં "ગરમી" અને "ઠંડા" માપવા માટેનું પ્રથમ સાધન જી. ગેલિલિયો (1597)નું એર થર્મોસ્કોપ છે. થર્મોસ્કોપની રચના માટે પ્રેરણા તરીકે સેવા આપતા અનુભવનો સાર નીચે મુજબ હતો. ઘઉંની દાંડી જેવી લાંબી અને પાતળી ગરદન ધરાવતું એક નાનું ફ્લાસ્ક, ઈંડાનું કદ, પાણીના બાઉલમાં ઉતારીને હાથ વડે ગરમ કરવામાં આવે છે. જો તમે તમારા હાથ દૂર કરો છો, તો બાઉલમાંથી પાણી, જેમ જેમ ફ્લાસ્કની હવા ઠંડી થશે, તેમ, ગળામાં વધવા લાગશે. જી. ગેલિલિયોના વિદ્યાર્થી, બેનેડેટ્ટો કાસ્ટેલી, 1638 માં લખે છે: "ઉપરોક્ત સિગ્નર ગેલિલિયોએ આ અસરનો ઉપયોગ ગરમી અને ઠંડીની ડિગ્રી નક્કી કરવા માટે એક સાધન બનાવવા માટે કર્યો હતો."

Evangelista Torricelli એ જી. ગેલિલિયોના એર થર્મોસ્કોપને પ્રવાહી (આલ્કોહોલ) થર્મોમીટરમાં રૂપાંતરિત કર્યું. ઇ. ટોરીસેલીનું થર્મોમીટર - કહેવાતું "ફ્લોરેન્ટાઇન થર્મોમીટર" - વાપરવા માટે ખૂબ જ અનુકૂળ હતું અને તેથી તેને 17મી સદીમાં સાર્વત્રિક માન્યતા મળી. આ પ્રકારના થર્મોમીટર્સ ઇંગ્લેન્ડમાં આર. બોયલ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા અને તે ઝડપથી ફ્રાન્સમાં ફેલાયા હતા.

જી. ગેલિલિયોના એર થર્મોમીટરમાં સુધારો પેરિસ એકેડેમી ઓફ સાયન્સ (1699) ના સભ્ય, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી જી. એમોન્ટન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો. 1702 માં, તેમણે થર્મોમીટરની રચના કરી, જે આધુનિક ગેસ થર્મોમીટરની વિભાવનામાં ખૂબ સમાન છે. જી. એમોન્ટનનું થર્મોમીટર U-આકારની કાચની નળી હતી, જેની ટૂંકી કોણી હવા ધરાવતા જળાશયમાં સમાપ્ત થાય છે. ટાંકીમાં હવાનું સતત પ્રમાણ જાળવવા માટે જરૂરી માત્રામાં પારો લાંબી કોણીમાં રેડવામાં આવ્યો હતો. ટાંકીમાં હવાનું તાપમાન પારાના સ્તંભની ઊંચાઈ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું.

એ નોંધવું રસપ્રદ છે કે, આ ટૂલ સાથે કામ કરીને, તે એમોન્ટન હતો જેણે સીધું જ શોધી કાઢ્યું હતું પ્રમાણસર નિર્ભરતાતાપમાન અને ગેસના દબાણ વચ્ચે અને ખ્યાલ આવ્યો સંપૂર્ણ શૂન્ય, જે તેમના ડેટા અનુસાર -239.5 °C (1703) ના તાપમાનને અનુરૂપ છે.

2. પ્રયોગ માટે જરૂરી સાધનો અને સામગ્રી, સર્કિટ ડાયાગ્રામ પાયલોટ પ્લાન્ટ

સતત વોલ્યુમ પર તાપમાન પર ગેસના દબાણની અવલંબનનો અભ્યાસ કરવા માટેના પ્રયોગો માટેનું સેટઅપ ખૂબ જટિલ હતું.

ચાલો સર્કિટ ડાયાગ્રામ જોઈએ પ્રાયોગિક સેટઅપસતત વોલ્યુમ પર તાપમાન પર ગેસના દબાણની અવલંબનનો અભ્યાસ કરવા માટે.

આવા ઇન્સ્ટોલેશનનો મુખ્ય ભાગ એ એક વિશાળ ફ્લાસ્ક છે જેમાં ગેસ સ્થિત હતો. ફ્લાસ્કને પાણી સાથેના વાસણમાં મૂકવામાં આવે છે. ગેસના દબાણમાં ફેરફાર ફ્લાસ્ક સાથે જોડાયેલા પારાના મેનોમીટરના રીડિંગ્સ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. ગેસનું તાપમાન પારાના થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે.

જે. ચાર્લ્સે નીચેના વાયુઓ માટે તાપમાન પરના દબાણની અવલંબનનો અભ્યાસ કર્યો: ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હવા.

3. પ્રયોગ કરવા માટેની પ્રક્રિયા

ફ્લાસ્કને પીગળતા બરફથી ભરીને, ચાર્લ્સે 0 ºС તાપમાનને અનુરૂપ દબાણ માપ્યું. પછી મોટા જહાજમાં પાણીનું તાપમાન બદલાયું, જેના કારણે મેનોમીટરમાં પારાના સ્તંભની ઊંચાઈમાં ફેરફાર થયો. ફ્લાસ્કની આસપાસના વાસણમાં પાણી ગરમ કરીને, ચાર્લ્સે થર્મોમીટર વડે ગેસનું તાપમાન અને મેનોમીટર વડે અનુરૂપ દબાણની નોંધ લીધી. પ્રયોગ દરમિયાન, સંખ્યાબંધ પરિબળોના પ્રભાવે પ્રયોગના અભ્યાસક્રમને વિકૃત કર્યો. પ્રથમ, ગરમ થવાને કારણે, ગેસ સાથેના ફ્લાસ્કએ તેનું પ્રમાણ આંશિક રીતે બદલ્યું, તે મુજબ, અભ્યાસ હેઠળના ગેસના જથ્થાની કડક સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવામાં આવી ન હતી. બીજું, કહેવાતી "હાનિકારક જગ્યા" માં સ્થિત ગેસ (પ્રેશર ગેજ તરફ દોરી જતી પાતળી નળીમાં) ફ્લાસ્કની જેમ ગરમ થતો ન હતો. ત્રીજે સ્થાને, ગેસમાં અશુદ્ધિઓની હાજરી (ખાસ કરીને, કન્ડેન્સિંગ વરાળ) એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે ગેસ બનાવેલા ઘટકોનો ભાગપ્રવાહી સ્થિતિ

. અન્ય પરિબળો પણ રમતમાં હતા. વિજ્ઞાનીઓ દ્વારા બાકાત રાખવાના પ્રયાસો હાનિકારક અસરોઆડઅસરો

પ્રયોગ દરમિયાન અને એક નિયમ તરીકે, ઇન્સ્ટોલેશનની ડિઝાઇનની ગૂંચવણ તરફ દોરી જાય છે.

4. પ્રયોગના મુખ્ય પરિણામો

જે. ચાર્લ્સના પ્રયોગોએ નીચેના પરિણામો દર્શાવ્યા. જ્યારે 1 ºС દ્વારા ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે ચોક્કસ સમૂહના ગેસના દબાણમાં વધારો હતોચોક્કસ ભાગ

મૂલ્ય α p ને દબાણનું તાપમાન ગુણાંક કહેવામાં આવે છે. અસંખ્ય વાયુઓનો અભ્યાસ કર્યા પછી, ચાર્લ્સ તેમના માટે લગભગ મેળવી શક્યા સમાન મૂલ્યદબાણનું તાપમાન ગુણાંક, એટલે કે આશરે 1/273 ºС –1 જેટલું મૂલ્ય.

આમ, ગેસના ચોક્કસ સમૂહનું દબાણ, જ્યારે સતત વોલ્યુમ સાથે 1 ºС દ્વારા ગરમ થાય છે, ત્યારે આ ગેસના સમૂહના 0 ºС પરના દબાણના 1/273 દ્વારા વધારો થાય છે.

5. પ્રયોગના મુખ્ય પરિણામો

IN આધુનિક રચનાઆ કાયદો નીચે મુજબ છે.

ગાણિતિક રીતે, જે. ચાર્લ્સનો કાયદો આ રીતે લખી શકાય છે:

જ્યાં P 0 એ T = T 0 = 273.15 K (એટલે ​​​​કે, 0 ° સે તાપમાને) ગેસનું દબાણ છે. 1/273.15 K –1 ના સમાન ગુણાંકને તાપમાન દબાણ ગુણાંક કહેવામાં આવે છે.

આકૃતિ તેના તાપમાન પર આપેલ ગેસના સમૂહના દબાણની અવલંબન દર્શાવે છે. માટે વિવિધ તાપમાનપર નિર્ભરતા વળાંકનું ગેસ સ્થાન સંકલન વિમાનવિવિધ ચાર્લ્સના કાયદાનું પાલન કરતા વાયુ માટે T પર P ની અવલંબન દર્શાવતી આઇસોકોર્સ સીધી રેખાઓ છે, જે ગ્રાફ પર ઉંચી સ્થિત છે, વોલ્યુમ જેટલું નાનું છે.

ચાર્લ્સનો કાયદો ફક્ત માટે જ માન્ય છે આદર્શ ગેસ. તે સાથે લાગુ પડે છે અમુક હદ સુધીપર વાસ્તવિક વાયુઓની ચોકસાઈ નીચા દબાણોઅને નીચા તાપમાન (ઉદાહરણ તરીકે, વાતાવરણીય હવા, ગેસ એન્જિનમાં કમ્બશન પ્રોડક્ટ્સ વગેરે.)

ચાર્લ્સ દ્વારા સ્થાપિત કાયદા માટે સમજૂતી પદાર્થની રચનાના પરમાણુ ગતિના ખ્યાલોના દૃષ્ટિકોણથી આપી શકાય છે.

દૃષ્ટિકોણથી પરમાણુ સિદ્ધાંતઆપેલ ગેસના દબાણમાં વધારો થવાના બે સંભવિત કારણો છે: પ્રથમ, એકમ વિસ્તાર દીઠ એકમ સમય દીઠ પરમાણુઓની અસરની સંખ્યા વધી શકે છે; બીજું, જ્યારે એક પરમાણુ જહાજની દિવાલને અથડાવે છે ત્યારે પ્રસારિત આવેગમાં વધારો કરવો શક્ય છે. બંને કારણો માટે પરમાણુઓની ગતિમાં વધારો જરૂરી છે (જ્યારે આપેલ ગેસના સમૂહનું પ્રમાણ યથાવત રહે છે). અહીંથી તે સ્પષ્ટ થઈ જાય છે કે મેક્રો-લાક્ષણિકતા તરીકે ગેસના તાપમાનમાં વધારો એ સૂક્ષ્મ-વિશ્વની લાક્ષણિકતા તરીકે પરમાણુઓની રેન્ડમ હિલચાલની ગતિમાં થયેલા વધારાને અનુરૂપ છે.

ખૂબ જ ઉચ્ચ દબાણગેસના અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વધે છે અને રેખીય ચાર્લ્સ કાયદામાંથી વિચલનો જોવા મળે છે.

ચાર્લ્સનો કાયદો તરીકે ઉતરી આવ્યો છે ખાસ કેસમેન્ડેલીવ-ક્લેપીરોન સમીકરણમાંથી:

જ્યાં k = 1.38 J/K એ બોલ્ટ્ઝમેનનું સ્થિરાંક છે.

આદર્શ ગેસ આઇસોપ્રોસેસિસ- પ્રક્રિયાઓ જેમાં એક પરિમાણ યથાવત રહે છે.

1. આઇસોકોરિક પ્રક્રિયા . ચાર્લ્સનો કાયદો. V = const.

આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાપ્રક્રિયા કહેવાય છે જે ત્યારે થાય છે સતત વોલ્યુમવી. આ આઇસોકોરિક પ્રક્રિયામાં ગેસનું વર્તન પાળે છે ચાર્લ્સનો કાયદો :

સતત વોલ્યુમ અને ગેસ સમૂહ અને તેના સતત મૂલ્યો પર દાઢ સમૂહ, તેના સંપૂર્ણ તાપમાન સાથે ગેસના દબાણનો ગુણોત્તર સ્થિર રહે છે: P/T= const.

પર એક આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાનો આલેખ પી.વી-આકૃતિ કહેવામાં આવે છે આઇસોચોર . આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાના ગ્રાફને જાણવું ઉપયોગી છે આરટી- અને વીટી-આકૃતિઓ (ફિગ. 1.6).

આઇસોકોર સમીકરણ: જ્યાં P 0 એ 0 °C પર દબાણ છે, α એ 1/273 deg -1 સમાન ગેસના દબાણનું તાપમાન ગુણાંક છે. પર આવી નિર્ભરતાનો આલેખઆરટી

-આકૃતિમાં આકૃતિ 1.7 માં બતાવેલ ફોર્મ છે.

2. ચોખા. 1.7આઇસોબેરિક પ્રક્રિયા. ગે-લુસાકનો કાયદો.આર

= const. આઇસોબેરિક પ્રક્રિયા એ એક પ્રક્રિયા છે જે સમયે થાય છેસતત દબાણ આર . આઇસોબેરિક પ્રક્રિયા દરમિયાન ગેસનું વર્તન પાળે છે:

ગે-લુસાકનો કાયદો ગેસ અને તેના દાઢ સમૂહ બંનેના સમૂહના સતત દબાણ અને સ્થિર મૂલ્યો પર, ગેસના વોલ્યુમ અને તેના સંપૂર્ણ તાપમાનનો ગુણોત્તર સ્થિર રહે છે:= const.

વી/ટી વીટી-આકૃતિ કહેવામાં આવે છે પર એક આઇસોબેરિક પ્રક્રિયાનો આલેખ આઇસોબાર પી.વી- અને . પરની આઇસોબેરિક પ્રક્રિયાના આલેખને જાણવું ઉપયોગી છેઆરટી

-આકૃતિઓ (ફિગ. 1.8).

ચોખા. 1.8

આઇસોબાર સમીકરણ: જ્યાં α =1/273 ડિગ્રી -1 - તાપમાન ગુણાંક વોલ્યુમેટ્રિક વિસ્તરણ . પર આવી નિર્ભરતાનો આલેખવી.ટી

આકૃતિમાં આકૃતિ 1.9 માં બતાવેલ ફોર્મ છે.

3. ચોખા. 1.9ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા. બોયલ-મેરિયોટ કાયદો.= const.

ટીઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા એ પ્રક્રિયા છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે સતત તાપમાન

ટી. આઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા દરમિયાન આદર્શ ગેસનું વર્તન પાળે છે

બોયલ-મેરિયોટ કાયદો: સતત તાપમાન અને ગેસના સમૂહ અને તેના દાળના સમૂહના સતત મૂલ્યો પર, ગેસના જથ્થાનું ઉત્પાદન અને તેના દબાણ સ્થિર રહે છે:= const.

પી.વી સમયપત્રકઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા પી.વી-આકૃતિ કહેવામાં આવે છે પર ઇસોથર્મ વીટી- અને . પરની આઇસોબેરિક પ્રક્રિયાના આલેખને જાણવું ઉપયોગી છે. ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયાના આલેખને જાણવું ઉપયોગી છે

-આકૃતિઓ (ફિગ. 1.10).

ચોખા. 1.10

4. ઇસોથર્મ સમીકરણ:એડિયાબેટિક પ્રક્રિયા

(ઇસેન્ટ્રોપિક):

5. એડિબેટિક પ્રક્રિયા એ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયા છે જે પર્યાવરણ સાથે ગરમીના વિનિમય વિના થાય છે.પોલીટ્રોપિક પ્રક્રિયા.એક પ્રક્રિયા જેમાં ગેસની ગરમીની ક્ષમતા સ્થિર રહે છે. પોલીટ્રોપિક પ્રક્રિયા -સામાન્ય કેસ

6. ઉપરોક્ત તમામ પ્રક્રિયાઓ.એવોગાડ્રોનો કાયદો. સમાન દબાણ અને સમાન તાપમાને, માંસમાન વોલ્યુમો વિવિધ આદર્શ વાયુઓ સમાયેલ છેસમાન નંબર પરમાણુ એક મોલમાંવિવિધ પદાર્થો N A સમાવે છે =6.02·10 23

7. અણુઓ (એવોગાડ્રોની સંખ્યા).ડાલ્ટનનો કાયદો.

(1.4.6)

આંશિક દબાણ Pn એ દબાણ છે કે જે આપેલ ગેસ જો એકલા સમગ્ર વોલ્યુમ પર કબજો કરે તો તે લાગુ કરશે.

મુ , ગેસ મિશ્રણ દબાણ.

સતત દબાણમાં, ગેસનું પ્રમાણ તેના તાપમાનના પ્રમાણમાં હોય છે.

એરોનોટિક્સના પ્રણેતાઓમાંના એક, જેક્સ એલેક્ઝાન્ડ્રે સીઝર ચાર્લ્સ, ગરમ હવાના ફુગ્ગા બનાવવાના તેમના જુસ્સાને પરિણામે વિજ્ઞાનમાં આવ્યા - મોટા ફુગ્ગા, ગરમ હવાથી ભરેલી છે, જે હમણાં જ દેખાઈ હતી. મેં આધુનિક બલૂન પાઇલોટ્સ સાથે વાત કરી છે, અને તેઓ દાવો કરે છે કે ચાર્લ્સ દ્વારા બે સદીઓ પહેલાં વિકસાવવામાં આવેલી તેમની ઓપન ગેસ બર્નર ડિઝાઇનમાં મૂળભૂત ફેરફારો થયા નથી અને આજે પણ તેનો ઉપયોગ થાય છે. તે આશ્ચર્યજનક નથી વૈજ્ઞાનિક હિતોચાર્લ્સ વાયુઓના ગુણધર્મોના અભ્યાસના ક્ષેત્રમાં મૂકે છે, તેથી, ના. ચાર્લ્સે 1787 માં ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથેના પ્રયોગોની શ્રેણી પછી કાયદો ઘડ્યો હતો જે તેનું નામ ધરાવે છે.

ચાર્લ્સના નિયમનો અર્થ સમજવા માટે, ઝડપથી ગતિશીલ અને અથડાતા અણુઓના સંગ્રહ તરીકે ગેસની કલ્પના કરો. ગેસનું દબાણ કન્ટેનરની દિવાલો પરના પરમાણુઓની અસર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: વધુ અસર, દબાણ વધારે. ઉદાહરણ તરીકે, તમે જે રૂમમાં છો તેના હવાના પરમાણુઓ 101,325 પાસ્કલ (અથવા 1 બાર, જો અમે વાત કરી રહ્યા છીએહવામાનશાસ્ત્ર વિશે).

ચાર્લ્સનો કાયદો સમજવા માટે, અંદરની હવાની કલ્પના કરો બલૂન. સ્થિર તાપમાને, બલૂનમાં હવા વિસ્તરશે અથવા સંકુચિત થશે જ્યાં સુધી તેના પરમાણુઓ દ્વારા ઉત્પાદિત દબાણ 101,325 પાસ્કલ અને બરાબર ન પહોંચે. વાતાવરણીય દબાણ. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જ્યાં સુધી બહારથી હવાના પરમાણુના દરેક ફટકા માટે, બોલમાં નિર્દેશિત ન થાય, ત્યાં સુધી હવાના પરમાણુનો સમાન ફટકો હશે, જે બોલની અંદરથી બહારની તરફ નિર્દેશિત થશે. જો તમે બોલમાં હવાનું તાપમાન ઓછું કરો છો (ઉદાહરણ તરીકે, તેને મોટા રેફ્રિજરેટરમાં મૂકીને), તો બોલની અંદરના પરમાણુઓ વધુ ધીમેથી આગળ વધવાનું શરૂ કરશે, અંદરથી બોલની દિવાલોને ઓછી શક્તિથી અથડાશે. બહારની હવાના પરમાણુઓ પછી બોલ પર વધુ દબાણ લાવશે, તેને સંકુચિત કરશે, પરિણામે બોલની અંદર ગેસનું પ્રમાણ ઘટશે. આ ત્યાં સુધી થશે જ્યાં સુધી ગેસની ઘનતામાં વધારો ઘટેલા તાપમાનની ભરપાઈ ન કરે, અને પછી સંતુલન ફરીથી સ્થાપિત થશે.

ચાર્લ્સનો કાયદો, અન્ય ગેસ કાયદાઓ સાથે, રાજ્યના આદર્શ ગેસ સમીકરણનો આધાર બનાવે છે, જે પદાર્થની માત્રા સાથે ગેસના દબાણ, વોલ્યુમ અને તાપમાન વચ્ચેના સંબંધનું વર્ણન કરે છે.

જેક્સ એલેક્ઝાન્ડ્રે સીઝર ચાર્લ્સ, 1746-1823

ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી, રસાયણશાસ્ત્રી, એન્જિનિયર અને એરોનોટ. બ્યુજેન્સીમાં જન્મ. યુવાનીમાં તેમણે પેરિસમાં નાણા મંત્રાલયમાં અધિકારી તરીકે સેવા આપી હતી. એરોનોટિક્સમાં રસ લેવાથી, તેણે આધુનિક ડિઝાઇનના ગરમ હવાના ફુગ્ગાઓ વિકસાવ્યા, જેનું પ્રશિક્ષણ બળ બલૂનની ​​અંદર બર્નર દ્વારા ગરમ થતી હવાના વિસ્તરણને કારણે છે. તે ભરનાર પ્રથમમાંનો એક હતો ફુગ્ગાહાઇડ્રોજન (જે હવા કરતાં અનેક ગણું હળવું હોય છે અને ગરમ હવા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે લિફ્ટ પ્રદાન કરે છે), ત્યાંથી લિફ્ટની ઊંચાઈ (3,000 મીટરથી વધુ) અને ફ્લાઇટ રેન્જ (43 કિમી) માટે રેકોર્ડ સેટ કરે છે. તે એરોનોટિક્સ હતું જેણે ચાર્લ્સને વાયુઓના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવામાં રસ લીધો.

ચાર્લ્સનો કાયદોઅથવા ગે-લુસાકનો બીજો કાયદો - મૂળભૂત ગેસ કાયદાઓમાંનો એક જે આદર્શ ગેસ માટે દબાણ અને તાપમાન વચ્ચેના સંબંધનું વર્ણન કરે છે. પ્રાયોગિક રીતે, સ્થિર વોલ્યુમ પર તાપમાન પર ગેસના દબાણની અવલંબન 1787 માં ચાર્લ્સ દ્વારા સ્થાપિત કરવામાં આવી હતી અને 1802 માં ગે-લુસાક દ્વારા શુદ્ધ કરવામાં આવી હતી.

પરિભાષાની અસ્પષ્ટતા[ | ]

રશિયન- અને અંગ્રેજી-ભાષામાં વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યગે-લુસાકના નામ સાથે સંકળાયેલા કાયદાઓના નામોમાં કેટલાક તફાવતો છે. આ તફાવતો નીચેના કોષ્ટકમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે:

કાયદાનું નિવેદન[ | ]

ચાર્લ્સના કાયદાની રચના નીચે મુજબ છે:

નિશ્ચિત સમૂહ અને નિશ્ચિત જથ્થાના ગેસનું દબાણ ગેસના સંપૂર્ણ તાપમાનના સીધા પ્રમાણસર છે.

સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, જો ગેસનું તાપમાન વધે છે, તો તેનું દબાણ પણ વધે છે, જો ગેસનું દળ અને વોલ્યુમ યથાવત રહે છે, તો નિયમ ખાસ કરીને સરળ છે ગાણિતિક સ્વરૂપ, જો તાપમાન દ્વારા માપવામાં આવે છે સંપૂર્ણ સ્કેલ, ઉદાહરણ તરીકે, કેલ્વિન્સમાં. ગાણિતિક રીતે, કાયદો નીચે પ્રમાણે લખાયેલ છે:

આ કાયદો માન્ય છે કારણ કે તાપમાન એ પદાર્થની સરેરાશ ગતિ ઊર્જાનું માપ છે. જો ગતિ ઊર્જાગેસ વધે છે, તેના કણો ઝડપથી જહાજની દિવાલો સાથે અથડાય છે, તેથી વધુ દબાણ બનાવે છે.

બે પર સમાન પદાર્થની સરખામણી કરવા વિવિધ શરતો, કાયદો આ રીતે લખી શકાય છે:

(\પ્રદર્શન શૈલી (\frac (P_(1))(T_(1)))=(\frac (P_(2))(T_(2)))\qquad \mathrm (અથવા) \qquad (P_(1) )(T_(2))=(P_(2))(T_(1)).)દબાણ અને તાપમાન પર એમોન્ટનનો કાયદો: ઉપરોક્ત વર્ણવેલ દબાણનો કાયદો હકીકતમાં ગુઇલ્યુમ એમોન્ટનને આભારી હોવા જોઈએ, જેમણેપ્રારંભિક XVIII

સદી (વધુ ચોક્કસ રીતે 1700 અને 1702 ની વચ્ચે) એ શોધ્યું કે સ્થિર જથ્થા પર જાળવવામાં આવતા ગેસના નિશ્ચિત સમૂહનું દબાણ તેના તાપમાનના પ્રમાણસર છે. એમોન્ટને "એર થર્મોમીટર" ના નિર્માણ દરમિયાન આ શોધ કરી હતી. આ કાયદાને ગે-લુસાકનો કાયદો કહેવો એ ફક્ત ખોટો છે, કારણ કે ગે-લુસાકે દબાણ અને તાપમાન નહીં પણ વોલ્યુમ અને તાપમાન વચ્ચેના સંબંધનો અભ્યાસ કર્યો છે.

પરિભાષાની અસ્પષ્ટતા

ચાર્લ્સનો કાયદો ચાર્લ્સ અને ગે-લુસાકના કાયદા તરીકે જાણીતો હતો કારણ કે ગે-લુસાકે તેને 1802 માં ચાર્લ્સ દ્વારા 1787 થી મોટા પ્રમાણમાં અપ્રકાશિત ડેટાનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશિત કર્યો હતો. ગે-લુસાકનો કાયદો, ચાર્લ્સનો કાયદો અને બોયલનો કાયદો - મેરિયોટ બધા મળીને એકીકૃત ગેસ કાયદો બનાવે છે. સાથે સંયોજનમાં

કાયદાનું નિવેદન

ચાર્લ્સના કાયદાની રચના નીચે મુજબ છે:

નિશ્ચિત સમૂહ અને નિશ્ચિત જથ્થાના ગેસનું દબાણ ગેસના સંપૂર્ણ તાપમાનના સીધા પ્રમાણસર છે.

ગે લુસેકનો કાયદો

સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, જો ગેસનું તાપમાન વધે છે, તો તેનું દબાણ પણ વધે છે, જો ગેસનું દળ અને વોલ્યુમ અપરિવર્તિત રહે છે, જો તાપમાન ચોક્કસ માપદંડ પર માપવામાં આવે તો કાયદો ખાસ કરીને સરળ ગાણિતિક સ્વરૂપ ધરાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, માં. ડિગ્રી કેલ્વિન. ગાણિતિક રીતે, કાયદો નીચે પ્રમાણે લખાયેલ છે:

પણ જુઓ

નોંધો

લિંક્સ

• સાહિત્યકાસ્ટકા, જોસેફ એફ.; મેટકાફ, એચ. ક્લાર્ક; ડેવિસ, રેમન્ડ ઇ.; વિલિયમ્સ, જ્હોન ઇ.
• આધુનિક રસાયણશાસ્ત્ર. - હોલ્ટ, રાઈનહાર્ટ અને વિન્સ્ટન, 2002. - ISBN 0-03-056537-5ગુચ, ઇયાન
• ધ કમ્પ્લીટ ઇડિયટ્સ ગાઇડ ટુ કેમિસ્ટ્રી - આલ્ફા, પેંગ્વિન ગ્રુપ ઇન્ક., 2003. - ISBN 1-59257-101-8.મસ્કેટા, જોસેફ એ. કેવી રીતે તૈયારી કરવીમાટે

SAT II રસાયણશાસ્ત્ર. - બેરોન્સ, 1998. - ISBN 0-7641-0331-8

વિકિમીડિયા ફાઉન્ડેશન.

2010.

ચાર્લ્સનો કાયદો- મૂળભૂત ગેસ કાયદાઓમાંનો એક, જે મુજબ સતત વોલ્યુમ પર આદર્શ ગેસના આપેલ સમૂહનું દબાણ p થર્મોડાયનેમિક (સંપૂર્ણ) તાપમાન T માં ફેરફારના પ્રમાણમાં બદલાય છે: વાસ્તવિક વાયુઓઆ કાયદાનું પાલન કરો જ્યારે... મોટા પોલિટેકનિક જ્ઞાનકોશ

ચાર્લ્સનો કાયદો- Šarlio dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ચાર્લ્સનો કાયદો વોક. Charlesches Gesetz, n rus. ચાર્લ્સનો કાયદો, એમ પ્રૅન્ક. loi de Charles, f … Fizikos terminų žodynas

બોયલ મેરિયોટનો કાયદો મૂળભૂત ગેસ કાયદાઓમાંનો એક છે. કાયદાનું નામ આઇરિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી, રસાયણશાસ્ત્રી અને ફિલસૂફ રોબર્ટ બોયલ (1627 1691) ના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે, જેમણે 1662 માં તેની શોધ કરી હતી, અને સન્માનમાં પણ ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીએડમા મેરિઓટા (1620 1684), જેમણે શોધ્યું... ... વિકિપીડિયા

હવા (અથવા નિષ્ક્રિય ગેસ), કૂકીઝ સાથે સીલબંધ બેગમાં સ્થિત છે, જ્યારે ઉત્પાદન સમુદ્ર સપાટીથી નોંધપાત્ર ઊંચાઈ (લગભગ 2000 મીટર) સુધી વધારવામાં આવે ત્યારે વિસ્તરે છે. બોયલ મેરિઓટાનો કાયદો મુખ્ય ગેસ કાયદાઓમાંનો એક છે ... વિકિપીડિયા

આદર્શ ગેસ કાયદો, એક કાયદો જે આદર્શ ગેસના દબાણ, તાપમાન અને જથ્થા વચ્ચેના સંબંધને નિર્ધારિત કરે છે: pV = nRT, જ્યાં n એ ગેસના પરમાણુઓની સંખ્યા છે, અને R એ સાર્વત્રિક ગેસ કોન્સ્ટન્ટ છે; કાયદો જણાવે છે કે સતત તાપમાન (T) પર ઉત્પાદન... ... વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

તાપમાન પર ગેસના જથ્થાની અવલંબનનું પ્રતિનિધિત્વ કરતું એનિમેશન (ગે લુસેકનો કાયદો) કાયદો ... વિકિપીડિયા

આદર્શ ગેસ પ્રેશર pt સતત સમૂહઅને હીટિંગ સાથે રેખીય રીતે વોલ્યુમ વધે છે: рt = р0(1 + αt), જ્યાં рt અને р0 એ t અને 0°C તાપમાને ગેસનું દબાણ છે, α = 1/273K 1. ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક જે. ચાર્લ્સ દ્વારા 1787 માં શોધાયેલ, જે. ગે લુસાક દ્વારા શુદ્ધ... ... જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

રાજ્યનું સમીકરણ આ લેખ થર્મોડાયનેમિક્સ શ્રેણીનો એક ભાગ છે. આદર્શ ગેસની સ્થિતિનું સમીકરણ વેન ડેર વાલ્સ સમીકરણ ડીટેરીસી સમીકરણ થર્મોડાયનેમિક્સના વિભાગો થર્મોડાયનેમિક્સ સમીકરણના સિદ્ધાંતો ... વિકિપીડિયા