Boylen lain kaava

Boylen laki on erityistapaus ihanteellinen kaasulaki. Tätä lakia sovelletaan vain vakiona pidettäviin ihanteellisiin kaasuihin lämpötila, sallimalla vain tilavuus ja paine muuttua.

Boylen laki ilmaistaan:
P_minäV_minä = P_fV_f
missä
P_minä = lähtöpaine
V_minä = alkuperäinen tilavuus
P_f = lopullinen paine
V_f = lopullinen tilavuus

Koska lämpötila ja kaasun määrä eivät muutu, näitä termejä ei näy yhtälössä.

Boylen laki tarkoittaa, että kaasumassan tilavuus on kääntäen verrannollinen sen paineeseen. Tämä paineen ja tilavuuden välinen lineaarinen suhde tarkoittaa tietyn kaasumassan tilavuuden kaksinkertaistamista, ja sen paine laskee puoleen.

On tärkeää muistaa yksiköt, koska alku- ja lopputilat ovat samat. Älä aloita paino- ja tilavuusyksiköiden punoilla ja kuutiotuuteilla, ja odota löytävän paskalit ja litrat muuttamatta yksiköitä ensin.

On kaksi muuta yleistä tapaa ilmaista kaava Boylen lakiin.

Tämän lain mukaan vakiona lämpötilassa paineen ja tilavuuden tuote on vakio:

PV = c

tai

P ∝ 1 / V

1 litran kaasumäärä on 20 atm: n paineessa. Venttiili antaa kaasun virtata 12 litran säiliöön, yhdistäen nämä kaksi säiliötä. Mikä on tämän kaasun lopullinen paine?

Hyvä paikka aloittaa tämä ongelma on kirjoittaa kaava Boylen laki ja tunnistaa tunnetut muuttujat ja ne, jotka ovat vielä löydettävissä.

Kaava on:

P₁V₁ = P₂V₂

Sinä tiedät:

Alkupaine P₁ = 20 atm
Alkuperäinen tilavuus V₁ = 1 L
lopullinen tilavuus V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
lopullinen paine P₂ = muuttuva löytää

P₁V₁ = P₂V₂

Jakamalla yhtälön molemmat puolet V: llä₂ antaa sinulle:

P₁V₁ / V₂ = P₂

Numeroiden täyttäminen:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = lopullinen paine

lopullinen paine = 1,54 atm (ei oikea merkitsevien lukujen lukumäärä, vain tiedät)

Jos olet edelleen hämmentynyt, kannattaa ehkä tarkistaa toinen toimi Boylen laki-ongelma.

• Boylen laki oli ensimmäinen fyysinen laki, joka kirjoitettiin yhtälönä, joka kuvasi kahden muuttujan riippuvuutta. Ennen tätä yksi muuttuja oli kaikki mitä sait.
• Boylen laki tunnetaan myös nimellä Boyle-Mariotten laki tai Mariotten laki. Englanti-irlantilainen Boyle julkaisi lakinsa vuonna 1662, mutta ranskalainen fyysikko Edme Mariotte keksi saman suhteen itsenäisesti vuonna 1679.
• Vaikka Boylen laki kuvaa ideaalikaasun käyttäytymistä, sitä voidaan soveltaa todellisiin kaasuihin normaalissa lämpötilassa ja matalassa (tavallisessa) paineessa. Lämpötilan ja paineen kasvaessa kaasut alkavat poiketa ihanteellisen kaasulain kaikista muutoksista.

Boylen laki ei ole ainoa ihanteellisen kaasulain erityistapaus. Kaksi muuta yleistä lakia ovat Kaarlen laki (vakiopaine) ja Gay-Lussacin laki (vakio tilavuus).