Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου
1-2 ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ
H κατάσταση στην οποία βρίσκεται ένα αέριο περιγράφεται μακροσκοπικά από την πίεση, τον όγκο και τη θερμοκρασία του.
Τα μεγέθη αυτά (πίεση - όγκος - θερμοκρασία) για ορισμένη ποσότητα αερίου δεν είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους αλλά συσχετίζονται. Για παράδειγμα, αν αυξήσουμε τη θερμοκρασία σε μια κλειστή φιάλη που περιέχει αέριο θα αυξηθεί και η πίεση.
Οι σχέσεις που συνδέουν τα μεγέθη αυτά προσδιορίστηκαν πειραματικά και αποτελούν τους νόμους των αερίων.
Νόμος του Boyle (Μπόιλ, 1627-1691): Η πίεση ορισμένης ποσότητας αερίου του οποίου η θερμοκρασία παραμένει σταθερή είναι αντίστροφα ανάλογη με τον όγκο του.
Η μαθηματική διατύπωση είναι: Pv= σταθ. για T= σταθ.
Η μεταβολή στην οποία η θερμοκρασία παραμένει σταθερή ονομάζεται ισόθερμη. Ο νόμος του Charles (Σαρλ, 1746-1823): Η πίεση ορισμένης ποσότητας αερίου του οποίου ο όγκος διατηρείται σταθερός είναι ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου. Η μαθηματική του διατύπωση είναι: [pic]
Η μεταβολή στην οποία ο όγκος παραμένει σταθερός ονομάζεται ισόχωρη.
Στο σχήμα 1.2.β οι διακεκομμένες γραμμές υποδηλώνουν ότι η ευθεία της γραφικής παράστασης προεκτεινόμενη περνάει από την αρχή των αξόνων. Το διακεκομμένο τμήμα της ευθείας αντιστοιχεί σε θερμοκρασίες στις οποίες τα αέρια δεν υπακούουν στο νόμο.
Τη θερμοκρασία τη μετράμε σε βαθμούς Κέλβιν (Κ). Η θερμοκρασία αυτή ονομάζεται απόλυτη θερμοκρασία.
Η θερμοκρασία στην κλίμακα Κelvin προκύπτει αν στη θερμοκρασία θ, μετρημένη στην κλίμακα Κελσίου, προσθέσουμε το 273. Τ=273 + θ. Το μηδέν της κλίμακας Kelvin αντιστοιχεί στους –273 οC και είναι η θερμοκρασία κάτω από την οποία είναι αδύνατο να φτάσουμε. Τη θερμοκρασία αυτή τη λέμε και «απόλυτο μηδέν ».
Ο νόμος του Gay – Lussac (Γκέι-Λουσάκ, 1778-1850): Ο όγκος ορισμένης ποσότητας αερίου, όταν η πίεσή του διατηρείται σταθερή, είναι ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία του.
Η μαθηματική διατύπωση του νόμου είναι : [pic]
Η μεταβολή στην οποία η πίεση παραμένει σταθερή ονομάζεται ισοβαρής.