Charlie'nin balonların, havalı lastiklerin ve arabaların arkasındaki yasası: gaz hacmi ve sıcaklık arasındaki doğrusal ilişki
Charles Yasasının Tanımı:
Charlie yasası, basınç sabit kaldığında, gazın hacminin doğrudan sıcaklıkla değiştiğini belirtir. Charles Yasası denklemi şu şekilde ifade edilebilir: VT
Bunlar arasında, V gazın hacmini ve T sıcaklığı temsil eder.
Bu yasa, hacim ve sıcaklık arasındaki doğrusal ilişkiyi şart koşmaktadır. Sıcaklık genellikle Kelvin (uluslararası birim sıcaklık) cinsinden ölçülür.
1783 Haziran'ıydı. Joseph ve Etienne Mongolfie, 30 fit çapında bir balonu şişirmek ve havada yüzdürmek için sıcak havayı kullandılar. Bu devasa kıvrımlı balon havada yarım mil uçtu ve sonra çimenlere düştü. Haberlerin Fransa'ya yayılması uzun sürmedi.
Bu uçuşu duyan Jacques Alexander Cesar Charlie çok şaşırdı ve kendi balonunda benzer bir deney yapmaya karar verdi (kendisi ünlü bir balon oyuncusu, bu iki kelimenin bir kombinasyonu, düşünebilirsiniz. Onu asla birlikte görmeyeceksiniz) ve şimdi Charlie Yasası olarak adlandırılan şeyi formüle ettiniz.
Jacques Charles, aynı basınç ve hacimle 5 balona farklı gazlar ekleyerek basit bir deney yaptı. Gazın 80 santigrat derece yüksek bir sıcaklıkta eşit olarak genleştiğini buldu.
Charlie yasasının açıklaması ve ifadesi:
Fizikçi James Clark Maxwell, sözde bir açıklama yaptı. Gazın kapladığı alan miktarının tamamen parçacıklarının hareketine bağlı olduğunu iddia etti. Bu parçacıklar, içinde bulundukları konteynere çarpmaya ve çarpışmaya devam ediyor. Sayısız gaz parçacığının hızlı saldırısı, kabın yüzeyine bir kuvvet uyguladı. Bu kuvvet, belirli bir miktarda basınca dönüştürülür.
Bu çarpışmanın etkisi konu dışıdır, ancak genel olarak, çarpışma konteynerin yüzeyine önemli bir baskı uygular. Örneğin, bir helyum balonunda, saniyede yaklaşık 1-24 helyum atomu, saniyede yaklaşık bir mil hızla kauçuğun her santimetrekaresine çarpar Bu basınca gaz basıncı denir.
Gaz basıncı, çarpışmanın boyutu ve belirli bir alandaki kuvveti ile orantılıdır. Bu nedenle, çarpışma ne kadar fazlaysa baskı o kadar büyük olur. Önemli bir bulgu, gaz parçacıklarının hareketinin ve çarpışma sıklığının gazın sıcaklığına bağlı olmasıdır. Bu, daha sıcak gazın duvara daha fazla basınç uygulayarak daha yüksek bir basınç oluşturduğu anlamına gelir. Bu tanınmış Guy Lussac yasasıdır.
Bununla birlikte, kabın hacminin sert, sınırlı veya basitçe sabit olması koşuluyla, basıncın artan sıcaklıkla arttığı kabul edilmelidir. Bu, hava pompasının davranışında açıktır, piston periyodik olarak itilip çekildiğinde, hava pompası sıcak havayı dışarı atacaktır. Ancak, bu süreçte topun kendisinin dışarı pompalanması ne olacak? Bu ısıtılmış gazla temas ettiğinde hacmi artacaktır, çünkü hacmi sınırlandırılmamıştır - balon şişirildiğinde, basınç artsa bile artmaya devam edecek, böylece bir ile sınırlı kalacaktır. Sabit bir değer dahilinde. Giderek daha fazla sıcak gaz pompalandıkça, kauçuk genişler ve uyarılmış parçacıklar zıplar ve yüzeyi içeri ve dışarı doğru iter. Charlie yasasına tamamen uygundur.
Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, Charles Yasası ayrıca mutlak sıcaklığı (0 K veya -273.15 C) tanımlamamıza yardımcı olur. İfadeye göre mutlak sıcaklık, gaz hacminin sıfır olduğu sıcaklıktır.
uygulama:
1. Sıcak hava balonu
Bu, Charles Yasasının en yaygın uygulamasıdır. Birinin rüzgarda dolaşmasının manevi görüntüsü, Charlie'yi genişlemesinin ardında yatan mekanizma hakkında düşünmeye teşvik etti. MÖ 3. yüzyıldan beri, bir nesnenin ağırlığının, yerine koyduğu sıvının ağırlığından daha az olması durumunda, sıvının içinde yüzeceğini biliyoruz. Ya da basitçe ifade etmek gerekirse, bir nesnenin yoğunluğu, yüzmeye çalıştığı sıvıdan daha az olduğunda, yüzer.
Charlie Yasası, sıcak hava balonlarının nasıl çalıştığına dair kısa bir açıklama sağlar. Charles Yasasına göre, bir balon sıcak gazla doldurulursa, hacmi genişlemelidir. Hacim arttığında, balon çevreleyen hava ile aynı ağırlıkta daha büyük bir hacim kaplar ve yoğunluğu artık soğuk havadan daha azdır, bu nedenle balon yükselmeye başlar.
Bu aynı zamanda helyum balonlarının neden daha soğuk sıcaklıklarda küçüldüğünü de açıklıyor. İçerideki sıcak hava içgüdüsel olarak termodinamik kanunlarına uyar ve soğuk dış alanlara yayılır. Sıcak havanın ayrılması iç basıncı düşürür çünkü soğuk hava molekülleri daha az salınır ve daha az yer gerektirir. Basitçe ifade etmek gerekirse, balonun içindeki sıcaklık azaldıkça hacmi de azalır.
2. Pnömatik lastikler
Bu tam olarak bir uygulama değil, bir ahlaksızlıktır ve Charles Yasasının en çok alıntı yapılan ikinci uygulaması olabilir. Charlie'nin kanunu, sıcak yaz mevsiminde sıkışıp kaldığında iç lastiğin lastikten çıkmasına neden olan şeydir. Dışarıdan gelen yoğun ısı sürekli olarak iç lastiğe akar ve kademeli olarak lastiğin genişlemesine, deforme olmasına veya tamamen patlamasına neden olur.
Lastikleri yaz aylarında düzenli olarak kontrol etmeniz şiddetle tavsiye edilir. Dikkatsizlik ve sürekli dolaşım, son derece tehlikeli sonuçlara yol açabilir, çünkü lastik daha da genişlerse, her an patlar ve sürtünmenin ürettiği ısı kaçınılmaz olarak içeri akar. Evet, teşekkürler Charlie.
3. Araba
Arabanın motoru, düzgün bir şekilde düzenlenmiş bir dizi pistondan oluşur.Sıvı olmadığında veya doğrudan pistonun üzerinde sıvı olduğunda, piston periyodik olarak yukarı ve aşağı sallanacaktır. Pistonun iki ucu krank miline özel bir şekilde bağlanır, böylece pistonun yükselip alçalması milin dönmesine neden olur. Krank milinin diğer ucu, arabanın arka tekerleğine bağlıdır, bu nedenle bağlantı çubuğu döndüğünde tekerlek de döner.
Yine, Charlie'nin yasası bu eylemde önemli bir rol oynadı. Piston, yakıtın yanmasıyla ortaya çıkan gaz tarafından hareket ettirilir. Yanma çok fazla ısı üretir. Sonuç olarak, sıcaklık yükselir ve dönüştürülen gaz anında genişleyerek kaynayan parçacıkların pistona doğru hücum etmesine neden olur. Arabayı ileri itmek için ellerinden geleni yaptılar.
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. sciabc- kafası karışmış
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
