
Boyl — Mariott qonuni — asosiy gaz qonunlaridan biri bo‘lib, uni 1662-yilda Robert Boyl tajriba yo‘li bilan aniqlagan, Edm Mariott esa uni 1676-yilda mustaqil ravishda qayta kashf etgan. Bu qonun gazning izotermik jarayondagi xatti-harakatini tavsiflaydi. Zamonaviy fizika nuqtayi nazaridan u ideal gazning holat tenglamasidan kelib chiqadi.
Ta’riflari
Boyl — Mariott qonuni quyidagicha ifodalanadi:
Gazning harorati va massasi o‘zgarmas bo‘lganda uning bosimi bilan hajmining ko‘paytmasi doimiy bo‘ladi.
Matematik shaklda bu fikr quyidagi formula bilan ifodalanadi:
bu yerda — gaz bosimi; — gaz hajmi, esa ko‘rsatilgan sharoitlarda o‘zgarmas kattalikdir. Umumiy holda ning qiymati gazning kimyoviy tabiatiga, massasiga va haroratiga bog‘liq.
Agar 1 indeksi bilan gazning boshlang‘ich holatiga tegishli kattaliklarni, 2 indeksi bilan esa oxirgi holatiga tegishli kattaliklarni belgilasak, yuqoridagi formulani quyidagicha yozish mumkin:
- .
Yuqoridagi mulohazalar va formulalardan izotermik jarayonda gaz bosimining uning hajmiga bog‘liqligi quyidagicha ifodalanishi kelib chiqadi:
Bu bog‘liqlik Boyl — Mariott qonunining mazmunini ifodalovchi, avvalgisiga teng kuchli boshqa ta’rifdir. Bu shuni anglatadiki:
Harorati o‘zgarmas bo‘lgan muayyan miqdordagi gazning bosimi uning hajmiga teskari proporsionaldir.
Demak, izotermik jarayonda qatnashgan gazning boshlang‘ich va oxirgi holatlari o‘rtasidagi bog‘liqlikni quyidagicha ifodalash mumkin:
Gazning boshlang‘ich va oxirgi bosimlari hamda hajmlarini bog‘lovchi ushbu va yuqorida keltirilgan formulaning qo‘llanishi faqat izotermik jarayonlar bilan cheklanmaydi. Jarayon davomida harorat o‘zgarsa ham, jarayon oxirida harorat boshlang‘ich qiymatiga teng bo‘lib qolsa, bu formulalar o‘z kuchini saqlaydi.
Ushbu qonun faqat ko‘rib chiqilayotgan gazni ideal gaz deb hisoblash mumkin bo‘lgan hollarda o‘rinlidir. Xususan, Boyl — Mariott qonuni siyraklashtirilgan gazlar uchun yuqori aniqlikda bajariladi. Gaz kuchli siqilganda esa bu qonundan sezilarli chetlanishlar kuzatiladi.
Boyl — Mariott qonuni, Sharl qonuni va Gey-Lyussak qonuni hamda Avogadro qonuni birgalikda quyidagi tenglamani keltirib chiqarish uchun yetarli asos bo‘ladi: ideal gazning holat tenglamasi.
Natijalar
Boyl — Mariott qonuniga ko‘ra, izotermik jarayonda gazning bosimi uning egallagan hajmiga teskari proporsionaldir. Gazning zichligi ham u egallagan hajmga teskari proporsional ekanini hisobga olsak, quyidagi xulosaga kelamiz:
Izotermik jarayonda gazning bosimi uning zichligiga to‘g‘ri proporsional ravishda o‘zgaradi.
Ma’lumki, siqiluvchanlik, ya’ni gazning bosim ta’sirida o‘z hajmini o‘zgartirish xususiyati siqiluvchanlik koeffitsiyenti bilan tavsiflanadi. Izotermik jarayonda esa izotermik siqiluvchanlik koeffitsiyenti qo‘llanadi va u quyidagi formula bilan aniqlanadi:
bu yerda T indeksi xususiy hosila harorat o‘zgarmas bo‘lganda olinganini bildiradi. Bu formulaga bosim bilan hajmning bog‘liqligi uchun Boyl — Mariott qonunidan kelib chiqadigan ifodani qo‘ysak, quyidagini olamiz:
Shunday qilib, quyidagi xulosaga kelamiz:
Ideal gazning izotermik siqiluvchanlik koeffitsiyenti uning bosimiga teskari bo‘lgan kattalikka teng.
Adabiyotlar
- Petrushevskiy F. F. Boyl — Mariott qonuni // Brokgauz va Yefron ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 qo‘shimcha). — Sankt-Peterburg, 1890—1907.