Formula za Boyleov zakon

Boyleov zakon je poseben primer zakon o idealnem plinu. Ta zakon velja samo za idealne pline, ki se zadržujejo v konstantu temperatura, ki omogočajo le prostornina in pritisk spremeniti.

Boylov zakon je izražen kot:
P_jazV_jaz = P_fV_f
kje
P_jaz = začetni tlak
V_jaz = začetna prostornina
P_f = končni tlak
V_f = končna količina

Ker se temperatura in količina plina ne spreminjata, se ti izrazi ne pojavljajo v enačbi.

Boyleov zakon pomeni, da je prostornina mase plina obratno sorazmeren na njen pritisk. To linearno razmerje med tlakom in volumnom pomeni, da podvojitev prostornine dane mase plina zmanjša njen tlak za polovico.

Pomembno si je zapomniti, da so enote za začetne in končne pogoje enake. Ne začnite s kilogrami in kubičnimi palci za enote za začetni tlak in volumen in pričakujte, da boste našli paskale in litre, ne da bi enote najprej pretvorili.

Obstajata še dva pogosta načina za izražanje formule Boyleovega zakona.

Po tem zakonu je produkt tlaka in prostornine pri konstantni temperaturi konstanta:

PV = c

ali

P ∝ 1 / V

Prostornina plina 1 L je pri tlaku 20 atm. Ventil omogoča, da plin teče v 12 L posodo, ki povezuje oba zabojnika. Kolikšen je končni tlak tega plina?

Dober kraj za začetek te težave je zapisati formulo za Boylov zakon in določite, katere spremenljivke poznate in katere je še treba najti.

Formula je:

P₁V₁ = P₂V₂

Ti veš:

Začetni tlak P₁ = 20 atm
Začetna prostornina V₁ = 1 L
končni volumen V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
končni tlak P₂ = spremenljivka za iskanje

P₁V₁ = P₂V₂

Obe strani enačbe delimo z V₂ vam daje:

P₁V₁ / V₂ = P₂

Izpolnjevanje številk:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = končni tlak

končni tlak = 1,54 atm (ni pravilno število pomembnih številk, samo da veste)

Če ste še vedno zmedeni, boste morda želeli pregledati še en problem Boyle's Law.

• Boylov zakon je bil prvi fizikalni zakon, ki je bil napisan kot enačba, ki je opisovala odvisnost dveh spremenljivk. Pred tem je bila le ena spremenljivka.
• Boyleov zakon je znan tudi kot Boyle-Mariotte zakon ali Mariotteov zakon. Anglo-irski Boyle je svoj zakon objavil leta 1662, toda francoski fizik Edme Mariotte je leta 1679 samostojno zasnoval isto razmerje.
• Čeprav Boyleov zakon opisuje obnašanje idealnega plina, ga lahko uporabimo za prave pline pri normalni temperaturi in nizkem (navadnem) tlaku. Ko se temperatura in tlak povečujeta, plini začnejo odstopati od kakršnih koli sprememb zakona o idealnem plinu.

Boyleov zakon ni edini poseben primer zakona o idealnem plinu. Druga dva skupna zakona sta Charlesov zakon (stalen tlak) in Gay-Lussac zakon (konstantna glasnost).