Mit Hilfe von Boyle und Charles Gesetze dem idealen Gasgesetz zu Express

In der Physik kann man von Boyle und Charles Gesetze verwenden, um die idealen Gasgesetz auf unterschiedliche Weise zum Ausdruck bringen. Beispielsweise kann die Beziehung zwischen dem Druck und Volumen eines idealen Gases vor und nach einer dieser Mengen Änderungen bei einer konstanten Temperatur wie folgt ausdrücken:

P_fV_f = P_ichV_ich

Diese Gleichung, die so genannte Boyles Gesetz, sagt, dass alle anderen Faktoren gleich, das Produkt von Druck und Volumen zu sein (PV) wird konserviert.

Bei konstantem Druck kann man sagen, dass die folgende Beziehung für ein ideales Gas gilt:

Diese Gleichung, die so genannte Charles-Gesetz, sagt, dass das Verhältnis von Volumen zu Temperatur (V/T) für ein ideales Gas erhalten werden, wobei alle anderen Faktoren gleich.

Hier ist ein Beispiel, das Boyle-Gesetz verwendet. Sie nehmen einen wohlverdienten Urlaub am Strand, wenn der Direktor der Acme Tourism Company Sie läuft und sagt: # 147-Wir in der Regel unsere Touristen tauchen bei 10,0 Meter für 10 Minuten lassen, aber einer unserer Touristen sagt, er will für eine halbe Stunde, unten zu bleiben. Er wird aus der Luft zu laufen, und wir werden in Anspruch genommen werden # 148!;

# 147-Hmm, # 148- Sie sagen. # 147-Lassen Sie mich Ihre Daten. # 148- Sie einige Papiere aus dem Direktor und sehen, dass die Acme Tourism Company Tauchflaschen mit einem Volumen von 0.015 Kubikmetern, die unter Druck gesetzt werden

Der Taucher atmet mit einer Rate von 0,04 Kubikmeter pro Minute.

Weil Sie ein Physiker sind, passieren Sie wissen, wie Tauchflaschen arbeiten. Sie halten die Luft in den Lungen bei dem gleichen Druck wie der umgebende Wasserdruck (oder auch die Lungen kollabieren kann).

Die Art und Weise, dieses Problem zu lösen ist das Volumen der Druckluft im Inneren des Tanks zu nehmen und herausfinden, was sein Volumen wäre, wenn sie alle auf den Druck, der an der Tauchtiefe finden veröffentlicht wurden. Sie kennen den Sauerstoffbedarf des Körpers als Volumenrate, so kann man ausrechnen, wie lange die Druckluft aus dem Volumen Atmung aufrechterhalten kann die Luft bei dem untergetauchten Druck haben würde. Um herauszufinden, würde das Volumen der unter Druck stehende Luft in den Tank, wenn sie bei der Tauchtiefe freigegeben haben, verwenden Sie Boyle Gesetz:

P_fV_f = P_ichV_ich

Sie kennen den Druck des Tauchflasche und sein Volumen. Nun müssen Sie den Druck an der Taucher Tiefe zu kennen, um die zur Verfügung stehende Luftvolumen für den Taucher zu berechnen. Sie können den Wasserdruck mit dieser Gleichung zu finden,

woher P_w ist der Druck des Wassers,

G Schwerkraft ist die Erdbeschleunigung, und h in der Tiefe ist die Änderung:

Die Dichte von Wasser beträgt etwa 1.025 Kilogramm pro Kubikmeter, und der Taucher steigt 10,0 Meter, so haben Sie die folgenden Druck aus dem Wasser:

Um den Gesamtdruck in der Tiefe des Tauchers zu erhalten, um den Druck der Luft auf der Oberfläche des Wassers hinzufügen - das, Atmosphärendruck ist, P_ein - mit dem Wasserdruck:

Jetzt sind Sie bereit Boyle-Gleichung zu verwenden:

P_fV_f = P_ichV_ich

woher P_ich ist der Druck des Tanks und V_ich ist das Volumen des Behälters.

Sie wollen Luftvolumen findthe dem Taucher zur Verfügung, so lösen für V_f:

Anstecken die Zahlen und die Mathematik zu tun, gibt Ihnen das Luftvolumen zur Verfügung:

Wie lange wird das dauern? Der Taucher atmet mit einer Rate von 0,04 Kubikmeter pro Minute, also 1.5 Kubikmeter Luft genügt

Sie sagen, der Direktor, dass der Taucher für 38 Minuten genug Luft haben. Der Regisseur atmet erleichtert auf. # 147-Nein Klage, dann # 148?;

# 147-Nein Klage # 148.

# 147-Was aber, wenn der Taucher geht bis zu 30,0 Meter # 148- Sie schätzen den neuen Druck aus dem Wasser auf 30 Meter aus?:

Und fügen Sie Luftdruck zu erhalten

Nach wie vor wollen Sie zu finden V_f, das Volumen der Luft zum Taucher zur Verfügung:

Anstecken die Zahlen und die Mathematik zu tun, gibt Ihnen dieses Ergebnis:

Mit einer Rate von 0,04 Kubikmeter pro Minute, 0,75 Kubikmeter Luft genügt

# 147-Uh oh, # 148- Sie den Regisseur sagen.

# 147-Klage? # 148- der Regisseur fragt.

# 147-Klage # 148.