Boyles lag

Själva lagen kan anges på följande sätt:

För en fast massa av en idealgas som hålls vid en fast temperatur är tryck och volym omvänt proportionella.

Eller Boyles lag är en gas lag som anger att gasens tryck och volym har ett omvänt förhållande. Om volymen ökar minskar trycket och vice versa när temperaturen hålls konstant.

Därför, när volymen halveras, trycket fördubblas och om volymen fördubblas halveras trycket.

Förhållande till kinetisk teori och ideala gaser Redigera

Boyles lag säger att vid konstant temperatur given massa av en torr gas är omvänt proportionell mot dess tryck.

De flesta gaser beter sig som ideala gaser vid måttliga tryck och temperaturer. 1600-talets teknik kunde inte producera mycket höga tryck eller mycket låga temperaturer. Därför var det troligt att lagen inte hade avvikelser vid tidpunkten för publiceringen. Eftersom teknikförbättringar möjliggjorde högre tryck och lägre temperaturer blev avvikelser från det ideala gasbeteendet märkbara, och förhållandet mellan tryck och volym kan endast beskrivas exakt med användning av verklig gasteori. Avvikelsen uttrycks som kompressibilitetsfaktorn.

Boyle (och Mariotte) härledde lagen enbart genom experiment. Lagen kan också härledas teoretiskt baserat på den antagna existensen av atomer och molekyler och antaganden om rörelse och perfekt elastiska kollisioner (se kinetisk teori om gaser). Dessa antaganden möttes med enormt motstånd i det positivistiska vetenskapssamhället vid den tiden, eftersom de sågs som rent teoretiska konstruktioner för vilka det inte fanns det minsta observationsbeviset.

Daniel Bernoulli (1737–1738 ) härledde Boyles lag genom att tillämpa Newtons rörelselagar på molekylär nivå. Det förblev ignorerat fram till omkring 1845, då John Waterston publicerade en uppsats som bygger de viktigaste föreskrifterna för kinetisk teori; detta avvisades av Royal Society of England. Senare verk av James Prescott Joule, Rudolf Clausius och i synnerhet Ludwig Boltzmann grundade fast den kinetiska teorin om gaser och uppmärksammade både teorierna om Bernoulli och Waterston.

Debatten mellan förespråkare för energetik och atomism ledde Boltzmann att skriva en bok 1898, som fick utstå kritik fram till hans självmord 1906. Albert Einstein 1905 visade hur kinetisk teori gäller för den bruna rörelsen av en vätskesuspenderad partikel, vilket bekräftades 1908 av Jean Perrin.

h3> EquationEdit

Den matematiska ekvationen för Boyles lag är:

PV = k {\ displaystyle PV = k}

där P betecknar systemets tryck, V betecknar volymen av gasen, k är ett konstant värde som representerar temperaturen och volymen i systemet.

Så länge temperaturen förblir konstant, kvarstår samma mängd energi som ges till systemet under hela dess drift och därför är teoretiskt värdet på k kommer att förbli konstant. På grund av tryckavledningen som vinkelrät applicerad kraft och den sannolika sannolikheten för kollisioner med andra partiklar genom kollisionsteori, kan appliceringen av kraft på en yta kanske inte vara oändligt konstant för sådana V-värden, men kommer att ha en gräns vid differentiering sådana värden över en viss tid. För att tvinga volymen V för den fasta mängden gas att öka, hålla gasen vid den ursprungligen uppmätta temperaturen, måste trycket P minska proportionellt. Omvänt ökar trycket genom att minska gasens volym. Boyles lag används för att förutsäga resultatet av att införa en förändring, endast i volym och tryck, till det ursprungliga tillståndet för en fast mängd gas.

Den initiala och slutliga volymen och trycket för den fasta mängden av gas, där de initiala och slutliga temperaturerna är desamma (uppvärmning eller kylning krävs för att uppfylla detta villkor), är relaterade till ekvationen:

P 1 V 1 = P 2 V 2. {\ displaystyle P_ { 1} V_ {1} = P_ {2} V_ {2}. \,}

Här representerar P1 och V1 det ursprungliga trycket respektive volymen, och P2 och V2 representerar det andra trycket och volymen.

Boyles lag, Charles lag och Gay-Lussacs lag utgör den kombinerade gaslagen. De tre gaslagarna i kombination med Avogadros lag kan generaliseras av den ideala gaslagen.