Sajandite jooksul on teadlased avastanud seadusi, mis selgitavad, kuidas sellised omadused nagu maht ja rõhk mõjutavad gaaside käitumist. Olete igapäevaselt tunnistajaks vähemalt ühe sellise seaduse - Boyle'i seaduse - reaalses elus rakendamisele, ehkki kunagi teadmata, et järgite olulisi teaduslikke põhimõtteid.
Molekulaarne liikumine, maht ja jalgpall
Karli seaduse järgi on mahu suurenemine proportsionaalne temperatuuri tõusuga, kui kuumutate püsival rõhul kindlas koguses gaasi. Näidake seda seadust, jälgides, kuidas siseruumides olnud täispuhutud jalgpall väiksemaks muutub, kui võtate selle külmal päeval õue. Propaani turustajad kasutavad Charlesi seadust ära, alandades temperatuuri -42,2 kraadini Celsius (-44 Fahrenheit) - toiming, mis muudab propaani vedelaks, mida on kergem transportida ja pood. Propaan veeldub, kuna temperatuuri langedes lähevad gaasi molekulid üksteisele lähemale ja maht väheneb.
Hingamine muutis Daltoni seaduse viisakaks
Daltoni seadus ütleb, et gaasisegu üldrõhk võrdub kõigi segus sisalduvate gaaside summaga, nagu on näidatud järgmises võrrandis:
Selles näites eeldatakse, et segus on ainult kaks gaasi. Selle seaduse üks tagajärg on see, et hapnik moodustab 21 protsenti atmosfääri kogurõhust, kuna see moodustab 21 protsenti atmosfäärist. Inimesed, kes tõusevad kõrgele, kogevad Daltoni seadust, kui nad üritavad hingata. Kui nad tõusevad kõrgemale, väheneb hapniku osarõhk, kui kogu atmosfäärirõhk langeb vastavalt Daltoni seadusele. Hapnikul on raske verre jõuda, kui gaasi osarõhk väheneb. Sellisel juhul võib tekkida hüpoksia, tõsine meditsiiniline probleem, mis võib põhjustada surma.
Avogadro seaduse üllatav mõju
Amadeo Avogadro tegi 1811. aastal huvitavaid ettepanekuid, mis nüüd sõnastavad Avogadro seaduse. Selles öeldakse, et üks gaas sisaldab sama arvu molekule kui teine võrdse mahuga gaas samal temperatuuril ja rõhul. See tähendab, et gaasi molekulide topelt- või kolmekordistamisel kahekordistub või kolmekordistub maht, kui rõhk ja temperatuur püsivad konstantsena. Gaaside massid ei ole ühesugused, kuna neil on erinev molekulmass. See seadus ütleb, et õhupall ja identne heeliumi sisaldav õhupall ei kaalu sama sest õhumolekulidel - mis koosnevad peamiselt lämmastikust ja hapnikust - on mass rohkem kui heeliumil molekulid.
Pöördrõhu seoste võlu
Robert Boyle uuris ka intrigeerivaid seoseid mahu, rõhu ja muude gaasiomaduste vahel. Tema seaduse kohaselt on gaasi rõhk ja selle maht korduv, kui gaas toimib ideaalse gaasina. See tähendab, et pärast ühe omaduse reguleerimist võrdub gaasi rõhu ja mahu maht ühel hetkel tema rõhu ja mahu teisega. Seda suhet illustreerib järgmine võrrand:
P_1V_1 = P_2V_2
Ideaalsetes gaasides hõlmab kineetiline energia kogu gaasi siseenergiat ja temperatuuri muutus toimub selle energia muutumisel. (viide 6 esimene lõik selle määratluse kohta). Selle seaduse põhimõtted puudutavad reaalses elus mitut valdkonda. Näiteks sissehingamisel suurendab teie diafragma teie kopsude mahtu. Boyle'i seaduse kohaselt väheneb kopsurõhk, mille tõttu atmosfäärirõhk täidab kopsud õhuga. Tagurpidi juhtub väljahingamisel. Süstla täidab samal põhimõttel tõmmates kolbi ja süstla maht suureneb, põhjustades vastava rõhu languse sees. Kuna vedelik on atmosfäärirõhul, voolab see süstla sees olevale madalrõhkkonnale.