ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแก๊ส Show กฎของบอยล์ (Boyle’s Law)
Robert Boyle เมื่อทดลองโดยใช้กระบอกฉีดยาและปิดปลายกระบอกฉีดยา เมื่อกดก้านกระบอกฉีดยาทำให้ปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาลดลง และเมื่อปล่อยมือก้านกระบอกฉีดยาจะเลื่อนกลับสู่ตำแหน่งเดิม ในทำนองเดียวกันเมื่อดึงก้านกระบอกฉีดยาขึ้น ทำให้ปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดเพิ่มขึ้น และเมื่อปล่อยมือก้านกระบอกฉีดยาจะเลื่อนกลับสู่ตำแหน่งเดิม สามารถใช้ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอธิบายได้ว่า เมื่อปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาลดลง ทำให้โมเลกุลของแก๊สอยู่ใกล้กันมากขึ้น จึงเกิดการชนกันเองและชนผนังภาชนะมากขึ้น เป็นผลให้ความดันของแก๊สในกระบอกฉีดยาเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับตอนเริ่มต้น ในทางตรงกันข้ามการเพิ่มปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาทำให้โมเลกุลของแก๊สอยู่ห่างกัน การชนกันเองของโมเลกุลของแก๊สและการชนผนังภาชนะน้อยลง ความดันของแก๊สในกระบอกฉีดยาจึงลดลง นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรกับความดันของแก๊ส โดยควบคุมให้อุณหภูมิคงที่ ได้ผลดังตารางต่อไปนี้
จากผลการทดลองในตารางพบว่า ผลคูณของความดันกับปริมาตร (PV) ของแก๊สในการทดลองแต่ละครั้งมีค่าค่อนข้างคงที่ และเมื่อเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันกับปริมาตรของแก๊สจะได้ดังรูปต่อไปนี้ จากข้อมูลในตารางและจากกราฟพบว่าขณะที่อุณหภูมิคงที่ ถ้าปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้นจะทำให้ความดันของแก๊สลดลง และเมื่อปริมาตรของแก๊สลดลง ความดันของแก๊สจะเพิ่มขึ้น รอเบิร์ต บอยล์ (Robert Bolye) นักเคมีชาวอังกฤษ ได้ศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนปริมาตรของแก๊สในปี ค.ศ. 1662 (พ.ศ. 2205) และสรุปเป็นกฎเรียกว่า “กฎของบอยล์” ซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้ เมื่ออุณหภูมิและมวลของแก๊สคงที่ ปริมาตรของแก๊สจะแปรผกผันกับความดัน REF : http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/boyles_law.swf ถ้าให้ P แทนความดันของแก๊ส V แทนปริมาตรของแก๊ส ความสัมพันธ์ตามกฎของบอยล์เขียนแสดงความสัมพันธ์ได้ดังนี้ V a PV = k ค่าคงที่ k ในสมการนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ปริมาตร มวลของแก๊ส และลักษณะเฉพาะของแก๊สแต่ละชนิด และจากผลการทดลองพบว่าผลคูณระหว่างปริมาตและความดันของแก๊สมีค่าคงที่เสมอ ดังนั้นถ้าให้ P1 และ V1 เป็นความดันและปริมาตรที่สภาวะที่ 1 จะได้ว่า P1V1 = k ………. (1) และถ้าให้ P1 และ V1 เป็นความดันและปริมาตรที่สภาวะที่ 1 จะได้ว่า P2V2 = k ………. (2) (1) = (2) P1V1 = P2V2 ผลที่ได้จากกฎของบอยล์เมื่อนำมาเขียนกราฟโดยให้ความดันเป็นแกนตั้ง และปริมาตรเป็นแกนนอน จะได้กราฟ จากกราฟถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไปจะได้กราฟที่มีลักษณะไฮเปอร์โบลา และพบว่าอุณหภูมิยิ่งสูงขึ้น ลักษณะของเส้นกราฟเกือบจะเป็นเส้นตรง
จากกราฟนี้ กราฟแต่ละเส้นแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันกับปริมาตรที่ต่างกัน และได้กราฟที่มีลักษณะเป็นเส้นโค้ง ซึ่งไม่สามารถบอกได้ชัดเจนว่าเป็นไปตามกฎของบอยล์หรือไม่ แต่ถ้าเขียนกราฟระหว่างความดันกับส่วนกลับของปริมาตรจะได้กราฟที่เป็นเส้นตรง ซึ่งถ้าหากมีการเบี่ยงเบนเกิดขึ้น เส้นจะเฉออกจากแนวเส้นตรงอย่างเห็นได้ชัด ใจความกฎของบอยล์คืออะไร และมีสูตรอย่างไรกฎของบอยล์
ตั้งชื่อตามโรเบิร์ต บอยล์ (Robert Boyle) นักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ มีใจความสำคัญว่า ถ้าอุณหภูมิคงตัว ความดันของแก๊สจะแปรผกผันกับปริมาตรของแก๊สนั้น ๆ หรือผลคูณของความดันและปริมาตรของแก๊สมีค่าคงตัวเสมอ ดังสมการ หรือเขียนได้อีกแบบดังนี้ โดยที่ P เป็นความดันของแก๊ส
กฎของบอยล์ศึกษาอะไรกฎของบอยล์ (Boyle's law) เป็นกฎหนึ่งที่ได้มาจากการศึกษาของรอเบิร์ต บอยล์ (Robert Boyle) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ซึ่งได้ทำการทดลองโดยการเติมปรอทลงไปในหลอดแก้วรูปตัวเจ (J) เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและความดันของแก๊ส เมื่ออุณหภูมิและจำนวนโมลของแก๊สคงที่
กฎของชาร์ลกล่าวไว้ว่าอย่างไร8. กฎของชาร์ล(Charle's law) เมื่อเขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรกับอุณหภูมิในหน่วยเคลวินจะ ได้จุดตัดแกน X ของกราฟที่ 0 เคลวิน และเมื่อหาอัตราส่วนระหว่างปริมาตรและ อุณหภูมิของแก๊สในหน่วยเคลวินพบว่าได้ค่าคงที่ ดังนั้น ปริมาตร(V) แปรผันตรง กับอุณหภูมิ(T) ในหน่วยเคลวิน เขียนแทนด้วยสมการได้ดังนี้ V 𝛼 T V = ค่าคงที่ x T ...
สูตรสมการสภาวะของก๊าซอุดมคติ คืออะไร1) ใช้สมการกฎของแก๊สอุดมคติ PV = nRT (P1 + P2 + P3 + …. + Pi)V = (n1 + n2 + n3 + …. + ni)RT 2) ใช้สมการ Pi = XiPt. เมื่อ Pi = ความดันย่อยของแก๊ส i Xi = เศษส่วนโมลของแก๊ส i = Pt = ความดันรวม 3) ใช้กฎของบอยล์ ก่อนผสม หลังผสม P1V1 = PAVผสม
|
กฎของบอยล์ เขียนเป็นสมการได้อย่างไร
ลิขสิทธิ์ © 2024 berikutyang Inc.
