Током векова научници су открили законе који објашњавају како својства попут запремине и притиска утичу на начин понашања гасова. Свакодневно присуствујете примени бар једног од ових закона - Боиле-овог закона, можда и не знајући да сте на делу поштовали важне научне принципе.
Молекуларни покрет, јачина звука и фудбалске лопте
Према Цхарлес-овом закону, повећање запремине пропорционално је повећању температуре ако загревате фиксну количину гаса под константним притиском. Демонстрирајте овај закон посматрајући како се надувени фудбал који је био у затвореном смањује ако га хладног дана изнесете напоље. Дистрибутери пропана користе Цхарлес-ов закон снижавањем температуре на -42,2 степена Целзијус (-44 Фахренхеит) - акција којом се пропан претвара у течност која се лакше транспортује и продавница. Пропан се укапљује јер се с падом температуре молекули гаса зближавају и запремина опада.
Дисање је отежало љубазност Далтоновог закона
Далтонов закон каже да је укупни притисак гасне смеше једнак збиру свих гасова садржаних у смеши, као што је приказано у следећој једначини:
Овај пример претпоставља да у смеши постоје само два гаса. Једна од последица овог закона је да кисеоник чини 21 проценат укупног притиска атмосфере, јер чини 21 проценат атмосфере. Људи који се пењу на велике надморске висине доживљавају Далтонов закон када покушавају да дишу. Како се пењу више, делимични притисак кисеоника опада како општи атмосферски притисак опада у складу са Далтоновим законом. Кисеоник тешко пролази кроз крвоток када се парцијални притисак гаса смањи. Хипоксија, озбиљан медицински проблем који потенцијално резултира смрћу, може се десити када се то догоди.
Изненађујуће импликације Авогадровог закона
Амадео Авогадро је 1811. дао занимљиве предлоге који сада формулишу Авогадров закон. У њему се наводи да један гас садржи исти број молекула као и други гас једнаке запремине при истој температури и притиску. То значи да када удвостручите или утростручите молекуле гаса, запремина се удвостручује или утростручује ако притисак и температура остану константни. Масе гасова неће бити исте, јер имају различиту молекулску тежину. Овај закон држи да ваздушни балон и идентични балон који садржи хелиј немају исту тежину јер молекули ваздуха - који се састоје првенствено од азота и кисеоника - имају већу масу од хелијума молекула.
Магија односа инверзног притиска
Роберт Боиле је такође проучавао интригантне везе између запремине, притиска и других својстава гаса. Према његовом закону, притисак гаса помножен са његовом запремином је константа ако гас функционише као идеалан гас. То значи да је притисак гаса у запремини у једном тренутку једнак притиску у запремини у другом након што прилагодите једно од тих својстава. Следећа једначина илуструје овај однос:
П_1В_1 = П_2В_2
У идеалним гасовима, кинетичка енергија обухвата сву унутрашњу енергију гаса и долази до промене температуре ако се та енергија промени. (реф. 6, први пасус у вези са овом дефиницијом). Принципи овог закона додирују неколико области у стварном животу. На пример, када удишете, дијафрагма повећава волумен плућа. Бојлов закон држи да се плућни притисак смањује, што доводи до тога да атмосферски притисак пуни плућа ваздухом. Обрнуто се дешава када издахнете. Шприц се пуни по истом принципу, повуците свој клип и запремина шприца се повећава, узрокујући одговарајући пад притиска унутра. Пошто је течност под атмосферским притиском, тече у подручје ниског притиска унутар шприца.