නියත පීඩනයක දී දෙන ලද නිත්ය වායු ප්රමාණයක/ ස්කන්ධයක පරිමාව, උෂ්ණත්වය සමග වැඩි වන අතර සිසිල් කිරීමත් සමඟ අඩුවේ.එමෙන්ම උෂ්ණත්වයේ සිදුවන සෑම සෙල්සියස් අංශකයක වෙනසක් පාසා (වැඩිවීම හෝ අඩුවීම) පරිමාව 0°C දී වායුවේ ආරම්භක පරිමාවෙන්\begin{array}{l}\frac1{273.15\;\;}\end{array} සාධකයකින් වෙනස් වන බව(වැඩිවීම හෝ අඩුවීම) සොයාගෙන ඇත.
0°C දී සහ t°C හි දී වායුවේ පරිමාව පිළිවෙලින් V0 සහ Vt යැයි උපකල්පනය කරමු. එවිට,
\begin{array}{l}V_t\;=V_0+\left(\frac t{273.15}\right)V_0=V_0\;\left(1+\frac t{273.15}\right)=V_0\;\left(\frac{273.15+t}{273.15}\right)\end{array}
මෙය ප්රස්ථාරයක් ඇසුරෙන් පහත පරිදී දැක්විය හැක.
මෙම තත්ත්වයේදී උෂ්ණත්වය සඳහා නව පරිමාණයක් අර්ථ දක්වා ඇත.එවිට එම පරිමාණයට අනුව
t°C සඳහා Tt = 273.15+ t මගින් ලබා දෙන අතර
0°C සඳහා T0 = 273.15 මගින් ලබාදෙයි
මෙම නව උෂ්ණත්ව පරිමාණය කෙල්වින් උෂ්ණත්ව පරිමාණය (K) හෙවත් නිිරපේක්ෂ උෂ්ණත්ව පරිමාණය ලෙස හැඳින්වේ. -273.15°C (0 K) යන්න තාපගතික ශුන්ය ලෙස අර්ථ දැක්වෙන අතර, එය සෛධද්ධාන්තිකව ලබාගත් හැකිය අවම උෂ්ණත්වය වේ.
\begin{array}{c}\text{මෙම උෂ්ණත්ව පරිමාණයට අනුව},{\mathrm V}_{\mathrm t}={\mathrm V}_0\left(\frac{1+\mathrm t}{273.15}\right)\text{යන සම්බන්ධතාව}\\\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\mathrm V}_{\mathrm t}={\mathrm V}_0\left(\frac{{\mathrm T}_{\mathrm t}}{{\mathrm T}_0}\right)\text{ලෙස ලිවිය හැකිය}.\\\mathrm{එනම්}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\frac{{\mathrm V}_{\mathrm t}}{{\mathrm V}_0}=\frac{{\mathrm T}_{\mathrm t}}{{\mathrm T}_0}\\\mathrm{පොදුවේ}\;\mathrm{ගත්}\;\mathrm{විට}\;\mathrm{නියත}\;\mathrm{පීඩනයේදී}\;{\mathrm V}_1,{\mathrm T}_1\;\mathrm{සිට}\;{\mathrm V}_2,{\mathrm T}_2\;\mathrm{දක්වා}\;\mathrm{සිදුවන}\;\mathrm{වෙනසක්}\;\mathrm{සඳහා}\;\mathrm{මෙය}\;\frac{{\mathrm V}_1}{{\mathrm T}_1}=\frac{{\mathrm V}_2}{{\mathrm T}_2}\mathrm{ලෙස}\;\mathrm{නැවත}\;\mathrm{සැකසිය}\;\mathrm{හැකිය}.\end{array}
\begin{array}{l}\frac{\mathrm V}{\mathrm T}=\;\mathrm{නියතයක්}\;\mathrm{හෝ}\;\mathrm V=\mathrm{kT}\end{array}
මේ අනුව නියත පීඩනයක් යටතේ දී නියත වායු ප්රමාණයක පරිමාව නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වයට අනුලෝමව සමානුපාතික වේ. මෙය චාල්ස් නියමය ලෙස හැඳින්වේ.
පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය ඇසුරින් චාල්ස් නියමය
\begin{array}{c}\mathrm{PV}=\mathrm{nRT}\\\;\mathrm V=\frac{\mathrm{nRT}}{\mathrm P}\end{array}
නියත වායු ස්කන්ධයක පීඩනය නියත නම් \begin{array}{l}\frac{nR}P\end{array} නියතයක් වේ.
\begin{array}{l}\therefore\mathrm V\propto\mathrm T\;\mathrm{හෝ}\;\mathrm V=\mathrm{kT}\end{array}
චාල්ස් නියමය අනුව සියලුම වායු සඳහා දෙන ලද ඕනෑම පීඩනයක දී, පරිමාවට එදිරියෙන් උෂ්ණත්වය(°C වලින්) අතර ප්රස්තාරය සරල රේඛාවක් වන අතර, එය ශුන්ය පරිමාවක් දක්වා දික් කළ විට සෑම රේඛාවක්ම උෂ්ණත්ව අක්ෂය -273.15°C හිදී හමුවේ. විවිධ පීඩනවලදී රේඛාවල බෑවුම විවිධ වන නමුත් ශුන්ය පරිමාවේ දී සෑම රේඛාවක්ම උෂ්ණත්ව අක්ෂය කපනු යේ -273.15°C දී හෝ 0 K දී බව පහත රූපයෙන් පෙන්නුම් කෙරේ.
\begin{array}{l}{\mathrm V}_{\mathrm t}={\mathrm V}_0\;\left(\frac{273.15+\mathrm t}{273.15}\right)\end{array}
ඉහත සමීකරණය සලකා t = -273.15 ආදේශ කළ විට පරිමාව ශුන්ය ලෙස ලැබේ. එවිට එහි තේරුම එවිට වායු නොපවතින බව ය. ඒ අනුව ඕනෑම වායුවක් මේ උෂ්ණත්වයට ළඟාවීමට පෙර ද්රවයක් බවට පත්වේ. වායු ශුන්ය පරිමාවක් අත්කර ගන්නේ යැයි සිතිය හැකි අවම උපකල්පිත උෂ්ණත්ව නිරපේක්ෂ ශුන්ය ලෙස හැඳින්වේ.
චාල්ස් නියමය පිළිපදින වායුවක් සඳහා පහත ආකාරයේ ප්රස්ථාරයන් දැක්විය හැක
1.4 නිදසුන
නියත පීඩනයක් යටතේ ඇති දන්නා වායු මවුල ප්රමාණයක පරිමාව තෙගුණ කළ විට එහි සිදු වන උෂ්ණත්ව වෙනස ගණනය කරන්න.
විසඳුම :
\begin{array}{c}{\mathrm T}_1=\mathrm T\;,\;{\mathrm V}_1=\mathrm V\;,\;{\mathrm V}_2=3\mathrm V\;,\;{\mathrm T}_2=?\;\\\frac{{\mathrm V}_1}{{\mathrm V}_2}=\frac{{\mathrm T}_1}{{\mathrm T}_2}\\\frac{\mathrm V}{3\mathrm V}=\frac{\mathrm T}{{\mathrm T}_2}\\{\mathrm T}_2=3\mathrm T\end{array}
පරිමාව කෙල්වින් උෂ්ණත්වයට අනුලෝමව සමානුපාතික වන බැවින් නව උෂ්ණත්වය ආරම්භක අගය මෙන් තුන් ගුණයක් වන බව කෙළින්ම නිමානය කළ හැකිය.
1.5 නිදසුන
23 °C දී බැලුනයක් හයිඩ්රජන් වායුව යම් ප්රමාණයකින් පිරවූ විට එහි පරිමාව 2.0dm3 වේ. එම පීඩනයේ දී ම උෂ්ණත්වය 27°C දක්වා වැඩි කළ විට වායුවේ පරිමාවේ සිදු වන වෙනස ගණනය කරන්න.
විසඳුම :
\begin{array}{c}{\mathrm T}_1=23+273=296\mathrm K\;,\;{\mathrm T}_2=27+273=300\mathrm K,\;{\mathrm V}_1=2.0\mathrm{dm}^3,\;{\mathrm V}_2=?\end{array}
වායුවේ පීඩනය හා ප්රමාණය නියත බැවින් චාල්ස් නියමය යෙදීමෙන් ,
\begin{array}{c}\frac{{\mathrm V}_1}{{\mathrm T}_1}=\frac{{\mathrm V}_2}{{\mathrm T}_2}\\\frac{2.0\mathrm{dm}^3}{296\mathrm K}=\frac{{\mathrm V}_2}{300\mathrm K}\\{\mathrm V}_2\;=\;2.03\mathrm{dm}^3\end{array}
- පරිමාවේ සිදු වන වෙනස = 0.03dm3
