Vzorec pro Boyleův zákon

Boyleův zákon je zvláštním případem zákon o ideálním plynu. Tento zákon se vztahuje pouze na ideální plyny udržované na konstantní hodnotě teplota, umožňující pouze objem a tlak změnit.

Boyleův zákon je vyjádřen jako:
P_iPROTI_i = P_FPROTI_F
kde
P_i = počáteční tlak
PROTI_i = počáteční objem
P_F = konečný tlak
PROTI_F = konečný objem

Protože se teplota a množství plynu nemění, tyto výrazy se v rovnici neobjeví.

Boyleův zákon znamená, že objem masy plynu je nepřímo úměrné na svůj tlak. Tento lineární vztah mezi tlakem a objemem znamená, že zdvojnásobení objemu dané hmoty plynu sníží svůj tlak na polovinu.

Je důležité si pamatovat, že jednotky pro počáteční a konečné podmínky jsou stejné. Nezačínejte s libry a krychlovými palci pro počáteční jednotky tlaku a objemu a očekávejte, že najdete pascaly a litry, aniž byste jednotky nejprve převedli.

Existují dva další běžné způsoby vyjádření vzorce pro Boyleův zákon.

Podle tohoto zákona je při konstantní teplotě součin tlaku a objemu konstantní:

PV = c

nebo

P ∝ 1 / V

1 l objemu plynu je pod tlakem 20 atm. Ventil umožňuje, aby plyn proudil do 12 litrové nádoby, spojující obě nádoby. Jaký je konečný tlak tohoto plynu?

Dobrým místem pro zahájení tohoto problému je napsat vzorec pro Boyleův zákon a určete, které proměnné znáte a které ještě najdete.

Vzorec je:

P₁PROTI₁ = P₂PROTI₂

Víš:

Počáteční tlak P₁ = 20 atm
Počáteční svazek V₁ = 1 L
konečný objem V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
konečný tlak P₂ = proměnná k nalezení

P₁PROTI₁ = P₂PROTI₂

Dělení obou stran rovnice pomocí V₂ dává ti:

P₁PROTI₁ / V₂ = P₂

Vyplnění čísel:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = konečný tlak

konečný tlak = 1,54 atm (ne správný počet významných hodnot, jen tak víte)

Pokud jste stále zmatení, možná budete chtít zkontrolovat další pracoval Boyleův zákon.

• Boyleův zákon byl první fyzický zákon psaný jako rovnice, která popisovala závislost dvou proměnných. Před tím byla jedna proměnná všechno, co jsi dostal.
• Boyleův zákon je také známý jako Boyle-Mariotte zákon nebo Mariotte zákon. Anglo-Irish Boyle publikoval jeho zákon v 1662, ale francouzský fyzik Edme Mariotte přišel se stejným vztahem nezávisle v 1679.
• Ačkoli Boyleův zákon popisuje chování ideálního plynu, může být aplikován na skutečné plyny při normální teplotě a nízkém (běžném) tlaku. Jak se teplota a tlak zvyšují, plyny se začínají lišit od jakékoli změny ideálního zákona o plynech.

Boyleův zákon není jediným zvláštním případem zákona o ideálním plynu. Dva další společné zákony jsou Charlesův zákon (konstantní tlak) a Gay-Lussacův zákon (konstantní objem).