Formula pentru legea lui Boyle

Legea lui Boyle este un caz special al legea gazului ideal. Această lege se aplică numai gazelor ideale menținute la o constantă temperatura, permitând numai volum și presiune a schimba.

Legea lui Boyle este exprimată astfel:
P_euV_eu = P_fV_f
Unde
P_eu = presiunea inițială
V_eu = volumul inițial
P_f = presiunea finală
V_f = volumul final

Deoarece temperatura și cantitatea de gaz nu se modifică, acești termeni nu apar în ecuație.

Ceea ce înseamnă legea lui Boyle este că volumul unei mase de gaz este invers proporțională la presiunea sa. Această relație liniară între presiune și volum înseamnă dublarea volumului unei mase date de gaz își reduce presiunea la jumătate.

Este important să ne amintim că unitățile pentru condițiile inițiale și finale sunt aceleași. Nu începeți cu kilograme și inci cubi pentru unitățile de presiune și volum inițiale și așteptați să găsiți pascali și litri fără a converti mai întâi unitățile.

Există alte două modalități comune de a exprima formula legii lui Boyle.

Conform acestei legi, la o temperatură constantă, produsul de presiune și volum este o constantă:

PV = c

sau

P ∝ 1 / V

Un volum de 1 L al unui gaz este la o presiune de 20 atm. O supapă permite gazului să curgă într-un recipient de 12 L, conectând cele două recipiente. Care este presiunea finală a acestui gaz?

Un bun loc pentru a începe această problemă este să scrieți formula pentru Legea lui Boyle și identificați care variabile cunoașteți și care rămân de găsit.

Formula este:

P₁V₁ = P₂V₂

Tu stii:

Presiunea inițială P₁ = 20 atm
Volumul inițial V₁ = 1 L
volumul final V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
presiunea finală P₂ = variabilă de găsit

P₁V₁ = P₂V₂

Împărțirea ambelor părți ale ecuației după V₂ iti da:

P₁V₁ / V₂ = P₂

Completarea numerelor:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = presiunea finală

presiunea finală = 1,54 atm (nu numărul corect de cifre semnificative, doar așa știți)

Dacă sunteți încă confuz, poate doriți să faceți o recenzie un altul a lucrat problema legii lui Boyle.

• Legea lui Boyle a fost prima lege fizică scrisă ca o ecuație care descria dependența a două variabile. Înainte de aceasta, o singură variabilă era tot ce ai obținut.
• Legea lui Boyle este cunoscută și ca legea Boyle-Mariotte sau legea lui Mariotte. Boyle anglo-irlandeză și-a publicat legea în 1662, dar fizicianul francez Edme Mariotte a venit cu aceeași relație independent în 1679.
• Deși legea lui Boyle descrie comportamentul unui gaz ideal, acesta poate fi aplicat gazelor reale la o temperatură normală și o presiune (obișnuită) scăzută. Pe măsură ce temperatura și presiunea cresc, gazele încep să se abată de la orice variație a legii gazului ideal.

Legea lui Boyle nu este singurul caz special al legii gazelor ideale. Alte două legi comune sunt Legea lui Charles (presiune constantă) și Legea lui Gay-Lussac (volum constant).