Չարլզ Լոուն ընդդեմ Բոյլի օրենքի
Չարլզի օրենքը և Բոյլի օրենքը գազերի հետ կապված երկու շատ կարևոր օրենքներ են: Այս երկու օրենքները կարող են նկարագրել իդեալական գազերի շատ հատկություններ: Այս օրենքները լայնորեն կիրառվում են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են քիմիան, թերմոդինամիկան, ավիացիան և նույնիսկ ռազմական կիրառությունները: Կենսական է այս երկու օրենքների ամուր ըմբռնումը նման ոլորտներում գերազանցելու համար: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե որոնք են Չարլզի օրենքը և Բոյլի օրենքը, դրանց սահմանումները, Չարլզի օրենքի և Բոյլի օրենքի կիրառությունները, դրանց նմանությունները և վերջապես Չարլզի օրենքի և Բոյլի օրենքի միջև եղած տարբերությունները:
Բոյլի օրենքը
Բոյլի օրենքը գազային օրենք է: Սահմանված է իդեալական գազի համար։ Իդեալական գազի մասին ճիշտ պատկերացումն անհրաժեշտ է՝ հասկանալու համար այս իդեալական գազի օրենքները: Իդեալական գազը գազ է, որի համար յուրաքանչյուր մոլեկուլի զբաղեցրած ծավալը զրո է. նաև մոլեկուլների միջև միջմոլեկուլային ձգումները զրո են: Նման իդեալական գազեր իրական կյանքի պայմաններում գոյություն չունեն։ Գազերը, որոնք գոյություն ունեն իրական կյանքում, հայտնի են որպես իրական գազեր։ Իրական գազերն ունեն մոլեկուլային ծավալներ և միջմոլեկուլային ուժեր։ Եթե իրական գազի բոլոր մոլեկուլների համակցված ծավալը չնչին է տարայի ծավալի համեմատ, իսկ միջմոլեկուլային ուժերը աննշան են մոլեկուլների արագությունների համեմատ, ապա գազը կարելի է համարել իդեալական գազ այդ համակարգում։ Բոյլի օրենքը, որն առաջարկվել է 1662 թվականին քիմիկոս և ֆիզիկոս Ռոբերտ Բոյլի կողմից, կարելի է ձևակերպել հետևյալ կերպ. Իդեալական գազի ֆիքսված քանակի համար, որը պահվում է ֆիքսված ջերմաստիճանում, ճնշումը և ծավալը հակադարձ համեմատական են։
Փակ համակարգը համակարգ է, որտեղ հնարավոր չէ զանգվածների փոխանակում շրջակա միջավայրի և համակարգի միջև, բայց հնարավոր է էներգիայի փոխանակում:Բոյլի օրենքը առաջարկում է, որ մշտական ջերմաստիճանում իդեալական գազի ճնշման և ծավալի արտադրյալը հաստատուն լինի։ Այլ կերպ ասած՝ P V=K, որտեղ p ճնշումն է, V-ը՝ ծավալը, իսկ K-ը՝ հաստատունը։ Սա նշանակում է, որ եթե նման համակարգի ճնշումը կրկնապատկվի, ապա այդ համակարգի ծավալը դառնում է իր սկզբնական արժեքի կեսը։
Չարլզի օրենքը
Չարլզի օրենքը նույնպես գազային օրենք է, որը սահմանվում է փակ համակարգում իդեալական գազի համար: Սա նշում է, որ մշտական ճնշման տակ գտնվող փակ իդեալական գազային համակարգի համար համակարգի ծավալն ուղիղ համեմատական է համակարգի ջերմաստիճանին: Այս օրենքը առաջին անգամ հրապարակել է ֆրանսիացի փիլիսոփա Ժոզեֆ Լուի Գայ-Լյուսակը, սակայն հայտնագործությունը նա վերագրել է Ժակ Շառլին։ Այս օրենքը հուշում է, որ նման համակարգի համար ջերմաստիճանի և ծավալի հարաբերակցությունը պետք է լինի հաստատուն: Այլ կերպ ասած, V/T=K, որտեղ V-ը գազի ծավալն է, իսկ T-ն՝ գազի ջերմաստիճանը: Պետք է նշել, որ մաթեմատիկորեն այս համաչափությունը կաշխատի միայն Կելվինի սանդղակի համար, որը բացարձակ ջերմաստիճանի սանդղակ է։
Ո՞րն է տարբերությունը Չարլզի օրենքի և Բոյլի օրենքի միջև:
• Չարլզի օրենքը սահմանվում է հաստատուն ճնշում ունեցող համակարգի համար, մինչդեռ Բոյլի օրենքը սահմանվում է հաստատուն ջերմաստիճան ունեցող համակարգի համար:
• Չարլզի օրենքում ընդգրկված երկու տերմիններն ուղիղ համեմատական են միմյանց, մինչդեռ Բոյլի օրենքում ներառված տերմինները հակադարձ համեմատական են:
