Jeśli złapiesz próbkę powietrza i zmierzysz ją Tom w innym presje (stały temperatura), możesz określić zależność między objętością a ciśnieniem. Jeśli wykonasz ten eksperyment, zauważysz, że wraz ze wzrostem ciśnienia próbki gazu jego objętość maleje. Innymi słowy, objętość próbki gazu w stałej temperaturze jest odwrotnie proporcjonalna do jego ciśnienia. Iloczyn ciśnienia pomnożony przez objętość jest stały:
PV = k lub V = k / P lub P = k / V
gdzie P jest ciśnieniem, V jest objętością, k jest stałą, a temperatura i ilość gazu są utrzymywane na stałym poziomie. Ten związek nazywa się Prawo Boyle'a, po Robert Boyle, który odkrył go w 1660 roku.
Kluczowe wydarzenia: Problemy chemii prawa Boyle'a
- Mówiąc najprościej, Boyle stwierdza, że dla gazu o stałej temperaturze ciśnienie pomnożone przez objętość jest stałą wartością. Równanie tego wynosi PV = k, gdzie k jest stałą.
- W stałej temperaturze, jeśli zwiększysz ciśnienie gazu, jego objętość zmniejsza się. Jeśli zwiększysz jego objętość, ciśnienie spadnie.
- Objętość gazu jest odwrotnie proporcjonalna do jego ciśnienia.
- Prawo Boyle'a jest formą Prawa Idealnego Gazu. W normalnych temperaturach i ciśnieniach działa dobrze w przypadku prawdziwych gazów. Jednak przy wysokiej temperaturze lub ciśnieniu nie jest to prawidłowe przybliżenie.
Przykład działania problemu
Sekcje dotyczące Ogólne właściwości gazów i Problemy z prawem gazu doskonałego może być również pomocny przy próbie pracy Problemy prawa Boyle'a.
Problem
Próbka gazu helowego w temperaturze 25 ° C jest sprężana z 200 cm3 do 0,240 cm3. Jego ciśnienie wynosi teraz 3,00 cm Hg. Jakie było pierwotne ciśnienie helu?
Rozwiązanie
Zawsze dobrze jest zapisać wartości wszystkich znanych zmiennych, wskazując, czy wartości dotyczą stanów początkowych czy końcowych. Prawo Boyle'a problemy są zasadniczo szczególnymi przypadkami prawa gazu doskonałego:
Inicjał: P1 =?; V.1 = 200 cm3; n1 = n; T.1 = T
Finał: P2 = 3,00 cm Hg; V.2 = 0,240 cm3; n2 = n; T.2 = T
P.1V.1 = nRT (Prawo gazu doskonałego)
P.2V.2 = nRT
więc P1V.1 = P2V.2
P.1 = P2V.2/ V1
P.1 = 3,00 cm wys. X 0,240 cm3/ 200 cm3
P.1 = 3,60 x 10-3 cm Hg
Czy zauważyłeś, że jednostki ciśnienia są w cm Hg? Możesz przekonwertować to na bardziej powszechną jednostkę, taką jak milimetr rtęci, atmosfery lub paskali.
3,60 x 10-3 Wys. X 10 mm / 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 bankomat
Źródło
- Levine, Ira N. (1978). Chemia fizyczna. University of Brooklyn: McGraw-Hill.