İçeriğe atla

Boyle yasası

Sıcaklığın sabit tutulduğu ortamda, basınç ve hacim arasındaki ilişkiyi gösteren bir animasyon.

Boyle yasası (Bazen Boyle-Mariotte yasası veya Uçucu Gazların Sıvılaştırılması olarak da bilinir), gaz yasalarından biridir. 1662'de İrlandalı doğa filozofu Robert Boyle (Lismore, County Waterford, 1627-1691) tarafından ilk defa basılmıştır. Yasa, Richard Towneley ve Henry Power tarafından Boyle'ın önüne getirilmiş ve Boyle da deneyleri yapıp sonuçları basmıştır. Robert Gunther ve bazı diğer otoritelere göre, deneyin aparatını hazırlayan Boyle'ın asistanı Robert Hooke, yasayı formülize eden insan olabilir. Hooke'un matematik konusundaki becerileri Boyle'ı aşıyordu. Hooke ayrıca, deneyler için gerekli olan vakum pompalarını da icat etmiştir. Fransız fizikçi Edme Mariotte (1620-1684), Boyle'dan bağımsız olarak formülü 1676'da bulmuştur. Bu nedenle de bu yasa, Mariotte ya da Mariotte-Boyle yasası olarak da isimlendirilebilir.

Boyle yasasına göre, sıcaklıklar sabit tutulduğu sürece, belirli ölçüde alınan bir ideal gazın hacmiyle basıncının çarpımı sabittir. Matematiksel bir anlatımla:

  • P paskal olarak basınç,
  • V kübik metre olarak hacim,
  • k gaz sabiti (8.3145 J/(mol K).

k sabitinin değeri, belirli miktarda alınmış gazların hacim ve basınç değerlerine göre yapılmıştır. Sistemde bir değişiklik yaparak - ki bu genellikle gazı içinde bulunduran kabın hacminin değiştirilmesiyle yapılır - yeni hacim ve basınç ölçülmüştür. Bu işlemlerin sonunda çıkan basınç ve hacmin çarpımı k sabitinin değeri olur. Bu noktada tamamıyla doğru olmamakla beraber, V olan hacim arttırıldığında, sıcaklığın sabit tutulduğu göze alınırsa, P olan basınç da bu arttırılmaya oranla azalır. Tam tersi de aynı şekilde geçerlidir; gazın hacmini düşürmek, basıncı arttırır.

Boyle yasası, genellikle, sadece hacim ya da basınç anlamında yapılan bir değişikliğin sonuçlarını önceden tahmin etmek için kullanılır. Belirli ölçüdeki herhangi bir gazın, sıcaklığın sabit tutulması şartıyla (bunun için soğutma ve ısıtma kullanılmalıdır), "önce" ve "sonraki" hacim-basınç ilişkisi aşağıdaki gibidir:

Bu denklem, genellikle herhangi bir (basınç ya da hacim) "sonra" öğesinin bulunması için kullanılır. Örnek:

Boyle yasası, Charles yasası ve Gay-Lussac yasası, birlikte toplam gaz yasası'nı ortaya çıkarırlar. Bu yasaya bir de Avogadro yasası'nın eklenmesi, ideal gaz yasasını ortaya çıkarır.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Basınç</span> bir yüzey üzerine etkide bulunan dik kuvvetin, birim alana düşen miktarı

Basınç, bir yüzey üzerine etkide bulunan dik kuvvetin, birim alana düşen miktarı. Katı, sıvı ve gazlar ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir kuvvet uygularlar. Kuvvetin kaynağı ne olursa olsun birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç (P), bütün yüzeye dik olarak etki eden kuvvete de basınç kuvveti (F) denir.

Yoğunluk veya özkütle; fizikte ve kimyada, belirli sıcaklık ve basınç altında birim hacimdeki madde miktarıdır. veya harfi ile sembolize edilir. Yoğunluk, maddenin karakteristik özelliği olmasına rağmen sadece yoğunluğu bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılamayabilir. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla ayırt edici özelliğinin incelenmesi gerekir. Sabit basınç ve sıcaklık altında; kütlesi artan bir maddenin hacmi de artar, dolayısıyla hacimle kütle doğru orantılı olduğu için yoğunluk değişmez. İki tür yoğunluk vardır. Birincisi mutlak yoğunluktur ki, pratikte mutlak kelimesi kullanılmaz, sadece yoğunluk denir. İkincisi ise bağıl yoğunluktur. Sembolü harfi, birimi g/cm³ ve m kütle, v hacim olmak üzere formülü;

<span class="mw-page-title-main">Sıvı</span> maddenin 2. hali

Sıvı, maddenin ana hâllerinden biridir. Sıvılar, belli bir şekli olmayan maddelerdir; içine konuldukları kabın şeklini alır, akışkandırlar. Sıvı molekülleri, sıvı hacmi içinde serbest hareket ederler, fakat partiküllerin ortak çekim kabiliyeti, hacmin izin verdiği ölçüdedir. Sıvılar sıkıştırılamaz.

<span class="mw-page-title-main">İdeal gaz yasası</span>

İdeal gaz yasası, sadece teoride olan ideal gazların durumları hakkında denklemler sağlayan bir yasadır. Bir miktar gazın durumu; basıncı, hacmi ve sıcaklığına göre belli olur. Bu denklem aşağıdaki gibidir:

Kimya yasaları, kimya ile ilgili olan doğa yasalarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Akışkanlar dinamiği</span> hareket halindeki akışkanların (sıvılar ve gazlar) doğal bilimi

Fizik, fiziksel kimya ve mühendislikte akışkanlar dinamiği, akışkanların akışını tanımlayan akışkanlar mekaniğinin bir alt disiplinidir. Aerodinamik ve hidrodinamik dahil olmak üzere çeşitli alt disiplinleri vardır. Akışkanlar dinamiğinin, uçaklardaki kuvvetlerin ve momentlerin hesaplanması, boru hatları boyunca petrolün Kütle akış hızının belirlenmesi, hava durumu modellerinin tahmin edilmesi, uzaydaki bulutsuların anlaşılması ve fisyon silahı patlamasının modellenmesi dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi vardır.

<span class="mw-page-title-main">Genleşme</span> Genleşen cisim hacmi artacağından dolayı yüzer.

Genleşme, sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır.

<span class="mw-page-title-main">Gaz yasaları</span>

Gaz yasaları, gazlardaki termodinamik sıcaklık (T), basınç (P) ve hacim (V) aralarındaki ilişkileri açıklayan bir takım kanundur. Rönesans'ın geç dönemleriyle 19. yüzyıl arasındaki dönemde bulunmuş birkaç yasadan oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Charles yasası</span>

Charles yasası, gaz yasalarından biridir. Bu yasaya göre, sabit basınçta, herhangi bir miktardaki ideal gazın hacminin azalıp çoğalması, aynı oranda sıcaklığının da azalıp çoğalmasını etkiler.

<span class="mw-page-title-main">Gay-Lussac yasası</span> Kimyasal yasa

Gay-Lussac yasası, Fransız kimyacı Joseph Louis Gay-Lussac'ın adıyla anılır. Gay-Lussac'a mal edilen, iki tane gaz yasası vardır. İkisi de aynı isimle anılırlar. En ünlü deneyi gazlarla yaptığı sıcaklık değişiminin inciler üzerindeki basınç değişimini dedesi Mark Lussac ile yapmıştır.

Avogadro yasası ya da Avogadro hipotezi, Amedeo Avogadro'nun 1811'de bulduğu bir gaz yasasıdır. Bu yasa, eşit hacimdeki gazların; eşit sıcaklık ve eşit basınçta aynı sayıda parçacık ya da molekül sayısına sahip olduğunu öne sürer. Buna göre, belirli bir hacimdeki gazın bulundurduğu molekül sayısı, gazın kütle ya da boyutundan bağımsızdır. Örnek olarak, aynı hacimdeki hidrojen ve nitrojen verilebilir. Buna göre, hidrojen de nitrojen de, aynı hacim, aynı basınç ve aynı sıcaklıkta aynı molekül sayısına sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Düdüklü tencere</span> yemekleri hızlı pişirmek için buhar gücünden yararlanan tencere

Düdüklü tencere, yemekleri hızlı pişirmek için buhar ve yüksek basınç yararlanma prensibi ile çalışan tencere. Basınçla suyun kaynama derecesi arasındaki ilişkiden hareketle ortaya çıkmıştır. Düdüklü tencere yemekleri yüksek sıcaklıkta ve tamamen kapalı hâlde pişirdiğinden, yemeklerin pişme süresini en aza indiren, subap ile belirli bir kaynama noktasına ayarlanmış tenceredir. Düdüklü tencerelerde patlama tehlikesine karşı, basınca, dolayısıyla pişme derecesine göre ayarlanabilen bu subap, basınç artınca düdük hava kaçırarak tencerenin patlamasına engel olur. Düdüklü tencere ismini de bu nedenle almıştır.

Kinetik teori veya gazların kinetik teorisi, gazların basınç, sıcaklık, hacim gibi makroskobik özelliklerini moleküler bileşim ve hareketlerine bağlı olarak açıklayan teoridir. Esas olarak, teori Isaac Newton'un kanısının tersine basıncın moleküller arası statik itmeden kaynaklanmadığını, bunun yerine belli hızlarda hareket eden moleküller arası çarpışmalardan kaynaklandığını söyler. Kinetik teori aynı zamanda kinetik-moleküler teori veya çarpışma teorisi olarak da bilinir.

Boltzmann sabiti (k veya kB) enerji ile sıcaklık arasındaki ilişkiyi veren fiziksel bir katsayıdır. Entropi ile aynı birime sahip olup Avusturyalı fizikçi Ludwig Boltzmann'ın adını taşır. Formülü, gaz sabitinin Avogadro sayısına bölümünden oluşmaktadır ve şu şekilde gösterilir:

<span class="mw-page-title-main">Hidrostatik</span>

Akışkan statiği ya da hidrostatik, hareketsiz akışkanlar üzerinde çalışmalar yapan akışkan mekaniğinin dalı. Hangi akışkanların durağan dengede hareketsiz kaldığıyla ilgili yapılan çalışmaları kabul eder ve akışkan dinamiğiyle karşılaştırıldığında hareket halindeki akışkanları inceler.

<span class="mw-page-title-main">Dalton yasası</span> Bir karışımdaki gazların, basınca olan katkılarını izah eden gaz yasası

Dalton yasası, bir gaz karışımının toplam basıncının, karışımı oluşturan gazların kısmi basınçlarının toplamına eşit olduğunu açıklayan bir fiziksel kimya yasasıdır. Bu ampirik yasa John Dalton tarafından 1801 yılında deneysel olarak gözlemlenmiş ve 1802 yılında yayımlanmıştır. Dalton yasası ideal gaz kanunlarıyla ilgilidir.

<span class="mw-page-title-main">Joule genişlemesi</span>

Joule genişlemesi termodinamikte (ısıdevinimsel) geri dönülmez (tersinemez) bir süreçtir. Burada ısısal olarak yalıtılmış bölmeli kabın bir tarafına belli bir hacimde gaz konur, kalan diğer tarafı ise boşaltılmıştır. Kabın ortasındaki engel kaldırılır ve bir taraftaki gaz tüm kaba yayılır.

Fizikte, foton gazı, fotonların gaz benzeri birikmesidir ki hidrojen ve neon gibi sıradan gazlarla basınç, sıcaklık, entropi gibi benzer özelliklere sahiptir. Foton gazının dengedeki en yaygın örneği siyah cisim ışımasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Isı sığası oranı</span>

Termal fizik ve termodinamikte, ısı sığası oranı, adyabatik indeks ya da Poisson sabiti, sabit basınçtaki ısı sığasının (CP) sabit hacimdeki ısı sığasına oranıdır (Cv). Bazen izantropik yayılma faktörü olarak da bilinen oran ideal gazlarda γ (gama) gerçek gazlarda κ (kappa), ile gösterilir. Gama sembolü havacılıkta ve kimya mühendisliğinde kullanılır.

Termodinamikte izovolümetrik süreç veya izometrik süreç olarak da adlandırılan izokorik süreç kapalı sistem hacminin sabit kalması demektir. İzokorik bir süreç, kapalı, elastik olmayan bir kabın içeriğinin ısıtılması veya soğutulması ile örneklendirilebilir. Kapalı sistem kabın içeriğinin dışarıya karşı izole olmasıdır. Kap deforme olmaz ve hacmi termodinamik süreç boyunca sabit kalırsa bu bir izokorik süreç örneğidir.