Formeln för Boyle's Law

Boyle's lag är ett speciellt fall av ideal gaslag. Denna lag gäller endast idealiska gaser som hålls konstant temperatur, tillåter bara volym och tryck att förändra.

Boyle's lag uttrycks som:
P_jagV_jag = P_fV_f
var
P_jag = initialt tryck
V_jag = initial volym
P_f = sluttryck
V_f = slutvolym

Eftersom temperaturen och mängden gas inte ändras, visas inte dessa termer i ekvationen.

Vad Boyles lag betyder är att volymen för en gasmassa är omvänt proportionell till dess tryck. Detta linjära förhållande mellan tryck och volym innebär att fördubbla volymen för en given gasmassa minskar trycket med hälften.

Det är viktigt att komma ihåg enheterna för initiala och slutliga villkor är desamma. Börja inte med kilo och kubikmeter för initiala tryck- och volymenheter och förvänta dig att hitta pascaler och liter utan att konvertera enheterna först.

Det finns två andra vanliga sätt att uttrycka formeln för Boyles lag.

Enligt denna lag är produkten med tryck och volym konstant vid en konstant temperatur:

PV = c

eller

P ∝ 1 / V

En volym av 1 liter gas är vid ett tryck av 20 atm. En ventil tillåter gasen att strömma in i en 12 L-behållare och ansluta de två behållarna. Vad är det slutliga trycket på denna gas?

Ett bra ställe att börja problemet är att skriva ut formeln för Boyle lag och identifiera vilka variabler du känner och vilka som återstår att hitta.

Formeln är:

P₁V₁ = P₂V₂

Du vet:

Starttryck P₁ = 20 atm
Initial volym V₁ = 1 1
slutlig volym V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
sluttryck P₂ = variabel att hitta

P₁V₁ = P₂V₂

Dela båda sidorna av ekvationen med V₂ ger dig:

P₁V₁ / V₂ = P₂

Fyll i siffrorna:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = sluttryck

sluttryck = 1,54 atm (inte rätt antal signifikanta siffror, bara så att du vet)

Om du fortfarande är förvirrad kanske du vill granska en annan fungerade Boyle's Law problem.

• Boyle's lag var den första fysiska lagen skriven som en ekvation som beskrev beroendet av två variabler. Innan detta var en variabel allt du fick.
• Boyle lag är också känd som Boyle-Mariotte lag eller Mariotte lag. Anglo-Irish Boyle publicerade sin lag 1662, men den franska fysikern Edme Mariotte kom upp med samma relation oberoende 1679.
• Även om Boyles lag beskriver beteendet hos en ideal gas kan den tillämpas på verkliga gaser vid en normal temperatur och lågt (vanligt) tryck. När temperaturen och trycket ökar börjar gaserna avvika från alla variationer i den ideala gaslagen.

Boyle's lag är inte det enda speciella fallet med den ideala gaslagen. Två andra vanliga lagar är Charles lag (konstant tryck) och Gay-Lussacs lag (konstant volym).