ชาร์ลส์ ลอว์ vs บอยล์ลอว์
กฎของชาร์ลส์และกฎของบอยล์เป็นกฎหมายสำคัญสองข้อที่เกี่ยวข้องกับก๊าซ กฎทั้งสองนี้สามารถอธิบายคุณสมบัติหลายอย่างของก๊าซในอุดมคติได้ กฎหมายเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น เคมี อุณหพลศาสตร์ การบิน และแม้กระทั่งการนำไปใช้ทางการทหาร จำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ในกฎหมายทั้งสองนี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในด้านดังกล่าว ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่ากฎของชาร์ลส์และกฎของบอยล์คืออะไร คำจำกัดความ การบังคับใช้กฎของชาร์ลส์กับกฎของบอยล์ ความคล้ายคลึงกัน และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างกฎของชาร์ลส์กับกฎของบอยล์
กฎของบอยล์
กฎของบอยล์คือกฎของแก๊ส มันถูกกำหนดไว้สำหรับก๊าซในอุดมคติ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับก๊าซในอุดมคติ เพื่อทำความเข้าใจกฎของก๊าซในอุดมคติเหล่านี้ ก๊าซในอุดมคติคือก๊าซที่ปริมาตรที่แต่ละโมเลกุลครอบครองเป็นศูนย์ นอกจากนี้แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลยังเป็นศูนย์ ก๊าซในอุดมคติดังกล่าวไม่มีอยู่ในสภาพชีวิตจริง ก๊าซที่มีอยู่ในชีวิตจริงเรียกว่าก๊าซจริง ก๊าซจริงมีปริมาตรโมเลกุลและแรงระหว่างโมเลกุล หากปริมาตรรวมของโมเลกุลทั้งหมดของก๊าซจริงนั้นเล็กน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาตรของภาชนะ และแรงระหว่างโมเลกุลนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับความเร็วของโมเลกุล ก๊าซนั้นก็ถือได้ว่าเป็นก๊าซในอุดมคติในระบบนั้น กฎของบอยล์ ซึ่งเสนอในปี ค.ศ. 1662 โดยนักเคมีและนักฟิสิกส์ โรเบิร์ต บอยล์ สามารถระบุได้ดังนี้ สำหรับก๊าซในอุดมคติในปริมาณคงที่ ให้เก็บไว้ที่อุณหภูมิคงที่ ความดันและปริมาตรจะแปรผกผันกัน
ระบบปิดคือระบบที่ไม่มีการแลกเปลี่ยนมวลระหว่างสิ่งรอบข้างกับระบบ แต่สามารถแลกเปลี่ยนพลังงานได้กฎของบอยล์เสนอว่าผลคูณของความดันและปริมาตรของก๊าซอุดมคติในอุณหภูมิคงที่จะต้องคงที่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง P V=K โดยที่ p คือความดัน V คือปริมาตรและ K คือค่าคงที่ ซึ่งหมายความว่า หากแรงดันของระบบดังกล่าวเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ปริมาตรของระบบนั้นจะกลายเป็นครึ่งหนึ่งของค่าเดิม
กฎของชาร์ลส์
กฎของชาร์ลส์ก็เป็นกฎของแก๊สเช่นกัน ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นแก๊สอุดมคติในระบบปิด สิ่งนี้ระบุว่าสำหรับระบบก๊าซอุดมคติแบบปิดภายใต้แรงดันคงที่ ปริมาตรของระบบจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิของระบบ กฎหมายฉบับนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกโดยนักปรัชญาชาวฝรั่งเศส โจเซฟ หลุยส์ เกย์-ลุสซัก แต่เขาให้เครดิตกับการค้นพบนี้กับฌาค ชาร์ลส์ กฎข้อนี้แนะนำว่าสำหรับระบบดังกล่าว อัตราส่วนระหว่างอุณหภูมิและปริมาตรต้องเป็นค่าคงที่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง V/T=K โดยที่ V คือปริมาตรของแก๊ส และ T คืออุณหภูมิของแก๊ส ต้องสังเกตว่าในทางคณิตศาสตร์ สัดส่วนนี้จะใช้ได้เฉพาะกับมาตราส่วนเคลวิน ซึ่งเป็นมาตราส่วนอุณหภูมิสัมบูรณ์
กฎของชาร์ลส์กับกฎของบอยล์ต่างกันอย่างไร
• กฎของชาร์ลส์ถูกกำหนดไว้สำหรับระบบที่มีความดันคงที่ ในขณะที่กฎของบอยล์ถูกกำหนดไว้สำหรับระบบที่มีอุณหภูมิคงที่
• คำสองคำที่เกี่ยวข้องกับกฎของชาร์ลส์เป็นสัดส่วนโดยตรงต่อกัน ในขณะที่ข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับกฎของบอยล์เป็นสัดส่วนผกผัน