Prawo Boyle'a jest szczególnym przypadkiem prawo gazu doskonałego. To prawo dotyczy tylko gazów doskonałych utrzymywanych na stałym poziomie temperatura, dopuszczając tylko Tom i nacisk zmienić.
Formuła prawa Boyle'a
Prawo Boyle'a jest wyrażone jako:
P.jaV.ja = PfaV.fa
gdzie
P.ja = ciśnienie początkowe
V.ja = początkowa objętość
P.fa = ciśnienie końcowe
V.fa = końcowy wolumen
Ponieważ temperatura i ilość gazu się nie zmieniają, warunki te nie pojawiają się w równaniu.
Prawo Boyle'a oznacza, że objętość masy gazu wynosi odwrotnie proporcjonalny do jego nacisku. Ta liniowa zależność między ciśnieniem a objętością oznacza podwojenie objętości danej masy gazu zmniejsza jego ciśnienie o połowę.
Ważne jest, aby pamiętać, że jednostki dla warunków początkowych i końcowych są takie same. Nie zaczynaj od funtów i cali sześciennych dla początkowych jednostek ciśnienia i objętości i spodziewaj się znalezienia paskali i litrów bez uprzedniej konwersji jednostek.
Istnieją dwa inne powszechne sposoby wyrażenia wzoru na prawo Boyle'a.
Zgodnie z tym prawem, w stałej temperaturze iloczyn ciśnienia i objętości jest stały:
PV = c
lub
P ∝ 1 / V
Przykład prawa Boyle'a Problem
Objętość 1 l gazu znajduje się pod ciśnieniem 20 atm. Zawór umożliwia przepływ gazu do 12-litrowego pojemnika, łączącego oba pojemniki. Jakie jest końcowe ciśnienie tego gazu?
Dobrym miejscem do rozpoczęcia tego problemu jest napisanie wzoru na prawo Boyle'a i określ, które zmienne znasz i które jeszcze możesz znaleźć.
Formuła jest następująca:
P.1V.1 = P2V.2
Wiesz:
Ciśnienie początkowe P1 = 20 atm
Początkowa objętość V1 = 1 l
tom końcowy V2 = 1 L + 12 L = 13 L.
ciśnienie końcowe P2 = zmienna do znalezienia
P.1V.1 = P2V.2
Dzieląc obie strony równania przez V.2 daje Ci:
P.1V.1 / V2 = P2
Wypełnianie liczb:
(20 atm) (1 l) / (13 l) = ciśnienie końcowe
ciśnienie końcowe = 1,54 atm (niepoprawna liczba znaczących liczb, tak dla pewności)
Jeśli nadal jesteś zdezorientowany, możesz sprawdzić inny działał problem prawa Boyle'a.
Ciekawe fakty prawne Boyle'a
- Prawo Boyle'a było pierwszym prawem fizycznym zapisanym jako równanie opisujące zależność dwóch zmiennych. Wcześniej wystarczyła jedna zmienna.
- Prawo Boyle'a jest również znane jako prawo Boyle-Mariotte lub prawo Mariotte. Anglo-Irish Boyle opublikował swoje prawo w 1662 r., Ale francuski fizyk Edme Mariotte wpadł na ten sam związek niezależnie w 1679 r.
- Chociaż prawo Boyle'a opisuje zachowanie gazu doskonałego, może być stosowane do gazów rzeczywistych w normalnej temperaturze i niskim (zwykłym) ciśnieniu. Wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia gazy zaczynają odbiegać od wszelkich zmian prawa gazu doskonałego.
Prawo Boyle'a i inne prawa dotyczące gazu
Prawo Boyle'a nie jest jedynym szczególnym przypadkiem idealnego prawa dotyczącego gazu. Dwa inne wspólne prawa to Prawo Karola (stałe ciśnienie) i Prawo Gay-Lussaca (stała objętość).