Yüzyıllar boyunca bilim adamları, hacim ve basınç gibi özelliklerin gazların davranış şeklini nasıl etkilediğini açıklayan yasalar keşfettiler. Bu yasalardan en az birinin – Boyle yasasının – gerçek hayattaki uygulamalarına her gün, belki de önemli bilimsel ilkeleri uygulamada gözlemlediğinizi bilmeden tanık oluyorsunuz.
Moleküler Hareket, Hacim ve Futbol Topları
Charles yasasına göre, sabit basınçta sabit miktarda gaz ısıtırsanız, hacim artışı sıcaklık artışıyla orantılıdır. Soğuk bir günde dışarı çıkarırsanız, içeride bulunan şişirilmiş bir futbol topunun nasıl küçüldüğünü gözlemleyerek bu yasayı gösterin. Propan distribütörleri, sıcaklığı -42.2 dereceye düşürerek Charles yasasından yararlanır Santigrat (-44 Fahrenheit) – propanı taşıması daha kolay bir sıvıya dönüştüren ve mağaza. Propan sıvılaşır çünkü sıcaklık düştükçe gaz molekülleri birbirine yaklaşır ve hacim azalır.
Dalton Yasasının İzniyle Nefes Almak Zorlaştı
Dalton yasası, bir gaz karışımının toplam basıncının, aşağıdaki denklemde gösterildiği gibi, karışımda bulunan tüm gazların toplamına eşit olduğunu söyler:
Bu örnek, karışımda sadece iki gazın bulunduğunu varsayar. Bu yasanın bir sonucu, oksijenin atmosferin yüzde 21'ini oluşturduğu için atmosferin toplam basıncının yüzde 21'ini oluşturmasıdır. Yüksek irtifalara çıkan insanlar nefes almaya çalıştıklarında Dalton yasasını yaşarlar. Daha yükseğe çıktıkça, Dalton yasasına göre toplam atmosferik basınç azaldıkça oksijenin kısmi basıncı azalır. Gazın kısmi basıncı düştüğünde oksijenin kan dolaşımına girmesi zorlaşır. Potansiyel olarak ölümle sonuçlanan ciddi bir tıbbi sorun olan hipoksi, bu olduğunda ortaya çıkabilir.
Avogadro Yasasının Şaşırtıcı Etkileri
Amadeo Avogadro, 1811'de şimdi Avogadro yasasını formüle eden ilginç önerilerde bulundu. Bir gazın, aynı sıcaklık ve basınçta eşit hacimli başka bir gazla aynı sayıda molekül içerdiğini belirtir. Bu, bir gazın moleküllerini ikiye veya üçe katladığınızda, basınç ve sıcaklık sabit kalırsa hacminin iki veya üç katına çıktığı anlamına gelir. Gazların molekül ağırlıkları farklı olduğundan kütleleri aynı olmayacaktır. Bu yasa, bir hava balonu ile helyum içeren özdeş bir balonun aynı ağırlıkta olmadığını kabul eder. çünkü esas olarak nitrojen ve oksijenden oluşan hava molekülleri helyumdan daha fazla kütleye sahiptir. moleküller.
Ters Basınç İlişkilerinin Büyüsü
Robert Boyle ayrıca hacim, basınç ve diğer gaz özellikleri arasındaki ilginç ilişkileri de inceledi. Onun yasasına göre, gaz ideal bir gaz gibi çalışıyorsa, bir gazın basıncı çarpı hacmi sabittir. Bu, bir gazın bir andaki basınç çarpı hacminin, bu özelliklerden birini ayarladıktan sonra başka bir andaki basınç çarpı hacmine eşit olduğu anlamına gelir. Aşağıdaki denklem bu ilişkiyi göstermektedir:
P_1V_1=P_2V_2
İdeal gazlarda kinetik enerji, gazın tüm iç enerjisini içerir ve bu enerji değişirse sıcaklık değişikliği meydana gelir. (ref 6, ilk paragraf bu tanım için). Bu yasanın ilkeleri, gerçek hayatta birkaç alana dokunuyor. Örneğin, nefes aldığınızda diyaframınız akciğerlerinizin hacmini artırır. Boyle yasası, akciğer basıncının azaldığını ve atmosferik basıncın akciğerleri hava ile doldurmasını sağlar. Nefes verdiğinizde bunun tersi olur. Bir şırınga aynı ilkeyi kullanarak doldurur ve pistonunu çeker ve şırınganın hacmi artar ve içeride buna karşılık gelen bir basınç düşüşüne neden olur. Sıvı atmosfer basıncında olduğu için şırınganın içindeki düşük basınçlı alana akar.