Dacă capturați un eșantion de aer și măsurați-l volum la diferite presiunile (constant temperatura), atunci puteți determina o relație între volum și presiune. Dacă faceți acest experiment, veți constata că pe măsură ce presiunea unui eșantion de gaz crește, volumul său scade. Cu alte cuvinte, volumul unei probe de gaz la temperatura constantă este invers proporțional cu presiunea sa. Produsul presiunii înmulțit cu volumul este o constantă:
PV = k sau V = k / P sau P = k / V
unde P este presiune, V este volum, k este o constantă, iar temperatura și cantitatea de gaz sunt menținute constante. Această relație se numește Legea lui Boyle, după Robert Boyle, care a descoperit-o în 1660.
Cheltuieli cheie: probleme de chimie a dreptului lui Boyle
- Mai simplu spus, Boyle afirmă că pentru un gaz la temperatură constantă, presiunea înmulțită în volum este o valoare constantă. Ecuația pentru aceasta este PV = k, unde k este o constantă.
- La o temperatură constantă, dacă crești presiunea unui gaz, volumul acestuia scade. Dacă îi crești volumul, presiunea scade.
- Volumul unui gaz este invers proporțional cu presiunea sa.
- Legea lui Boyle este o formă a Legii gazelor ideale. La temperaturi și presiuni normale, funcționează bine pentru gazele reale. Cu toate acestea, la temperatură ridicată sau presiune, nu este o aproximare validă.
Exemplu lucrat Problemă
Secțiunile din Proprietăți generale ale gazelor și Probleme cu legea ideală a gazelor naturale poate fi de asemenea util atunci când încercați să lucrați Problemele legii lui Boyle.
Problemă
O probă de gaz de heliu la 25 ° C este comprimată de la 200 cm3 până la 0,240 cm3. Presiunea sa este acum 3.00 cm Hg. Care a fost presiunea inițială a heliului?
Soluţie
Este întotdeauna o idee bună să notăm valorile tuturor variabilelor cunoscute, indicând dacă valorile sunt pentru stări inițiale sau finale. Legea lui Boyle problemele sunt în esență cazuri speciale ale Legii gazelor ideale:
Inițial: P1 =?; V1 = 200 cm3; n1 = n; T1 = T
Final: P2 = 3,00 cm Hg; V2 = 0,240 cm3; n2 = n; T2 = T
P1V1 = nRT (Legea gazelor ideale)
P2V2 = nRT
deci, P1V1 = P2V2
P1 = P2V2/ V1
P1 = 3,00 cm Hg x 0,240 cm3/ 200 cm3
P1 = 3,60 x 10-3 cm Hg
Ați observat că unitățile pentru presiune sunt în cm Hg? Poate doriți să convertiți acest lucru într-o unitate mai comună, cum ar fi milimetri de mercur, atmosfere sau pascale.
3,60 x 10-3 Hg x 10mm / 1 cm = 3,60 x 10-2 mm Hg
3,60 x 10-3 Hg x 1 atm / 76,0 cm Hg = 4,74 x 10-5 ATM
Sursă
- Levine, Ira N. (1978). Chimie Fizica. Universitatea din Brooklyn: McGraw-Hill.