Τι συμβαίνει με την πίεση όταν η θερμοκρασία και ο όγκος μειώνεται στο ήμισυ;
Κατανόηση της σχέσης
Η σχέση μεταξύ πίεσης, θερμοκρασίας και όγκου περιγράφεται από τον συνδυασμένο νόμο περί αερίου , που είναι ένας συνδυασμός του νόμου του Boyle και του νόμου του Charles:
* Νόμος του Boyle: Σε σταθερή θερμοκρασία, η πίεση και ο όγκος είναι αντιστρόφως ανάλογες.
* Νόμος του Charles: Σε σταθερή πίεση, ο όγκος και η θερμοκρασία είναι άμεσα ανάλογες.
Η επίδραση της θερμοκρασίας και του όγκου με το ήμισυ
* Η μείωση της θερμοκρασίας: Όταν μειώνετε κατά το ήμισυ τη θερμοκρασία, μειώνετε ουσιαστικά τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων αερίου. Αυτό σημαίνει ότι συγκρούονται με τους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων λιγότερο συχνά και με λιγότερη δύναμη, οδηγώντας σε μείωση της πίεσης .
* Η μείωση του τόμου: Όταν μειώνετε στο μισό τον όγκο, αναγκάζετε τον ίδιο αριθμό μορίων αερίου σε μικρότερο χώρο. Αυτό αυξάνει τη συχνότητα και τη δύναμη των συγκρούσεων με τους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων, με αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης .
Το συνδυασμένο αποτέλεσμα
Δεδομένου ότι μειώνετε το μειότυπο τόσο της θερμοκρασίας όσο και του όγκου, οι επιδράσεις στην πίεση θα αντιταχθούν ο ένας στον άλλο.
* Η μείωση της πίεσης λόγω της μεταβολής της θερμοκρασίας θα αντιμετωπιστεί με την αύξηση της πίεσης λόγω της αλλαγής όγκου.
Το αποτέλεσμα
Η πίεση θα παραμείνει αμετάβλητη .
Μαθηματική εκπροσώπηση
Ο συνδυασμένος νόμος για το φυσικό αέριο μπορεί να εκπροσωπηθεί ως:
(P₁v₁) / t₁ =(p₂v₂) / t₂
Οπου:
* P₁ και P₂ είναι αρχικές και τελικές πιέσεις
* Οι V₁ και V₂ είναι αρχικοί και τελικοί όγκοι
* Οι T₁ και T₂ είναι αρχικές και τελικές θερμοκρασίες
Εάν μειώνετε στο μισό τόσο τη θερμοκρασία όσο και τον όγκο (v₂ =v₁/2 και t₂ =t₁/2), η εξίσωση γίνεται:
(P₁v₁) / t₁ =(p₂ (v₁ / 2)) / (t₁ / 2)
Απλοποίηση, παίρνετε:
P₁ =p₂
Επομένως, η πίεση παραμένει σταθερή.
