Formula za Boylov zakon

Prostornina mase plina je obratno sorazmerna z njegovim tlakom

sutiporn somnam / Getty Images

Boylov zakon je poseben primer zakon idealnega plina . Ta zakon velja samo za idealne pline, ki so konstantni temperaturo , ki omogoča le glasnost in pritisk spremeniti.

Formula Boylovega zakona

Boylov zakon je izražen kot:
p_jazIN_jaz= P_fIN_f
kje
p_jaz= začetni tlak
IN_jaz= začetni volumen
p_f= končni tlak
IN_f= končna prostornina

Ker se temperatura in količina plina ne spremenita, se ta člena ne pojavita v enačbi.

Boylov zakon pomeni, da je prostornina mase plina obratno sorazmeren na njegov pritisk. Ta linearna povezava med tlakom in prostornino 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 funti in kubičnimi palci za začetne enote za tlak in prostornino ter pričakujte, da boste našli paskale in litre, ne da bi prej pretvorili enote.

Obstajata še dva običajna načina za izražanje formule za Boylov zakon.

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

PV = c

oz

P ∝ 1/V

Primer problema Boylovega zakona

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

Dobro mesto za začetek te težave je pisanje formule za Boylov zakon in ugotovite, katere spremenljivke poznate in katere je treba še najti.

Formula je:

p₁IN₁= P_dvaIN_dva

Ti veš:

Začetni tlak P₁= 20 atm
Začetni zvezek V₁= 1 L
zadnji zvezek V_dva= 1L + 12L = 13L
končni tlak P_dva= spremenljivka za iskanje

p₁IN₁= P_dvaIN_dva

Če obe strani enačbe delimo z V_dvavam daje:

p₁IN₁/ IN_dva= P_dva

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, lahko pregledate še en uspešen problem Boylovega zakona .

Zanimiva dejstva o Boylovem zakonu

• Boylov zakon je bil prvi fizikalni zakon, zapisan kot enačba, ki opisuje odvisnost dveh spremenljivk. Pred tem je bila ena spremenljivka vse, kar ste imeli.
• Boylov zakon je znan tudi kot Boyle-Mariottov zakon ali Mariottov zakon. Anglo-irski Boyle je svoj zakon objavil leta 1662, vendar je francoski fizik Edme Mariotte leta 1679 neodvisno prišel do enake povezave.
• Čeprav Boylov zakon opisuje obnašanje idealnega plina, ga je mogoče uporabiti za realne pline pri normalni temperaturi in nizkem (navadnem) tlaku. Ko temperatura in tlak naraščata, začnejo plini odstopati od kakršne koli različice zakona o idealnem plinu.

Boylov zakon in drugi plinski zakoni

Boylov zakon ni edini poseben primer zakona idealnega plina. Dva druga običajna zakona sta Charlesov zakon (konstanten tlak) in Gay-Lussacov zakon (konstantna glasnost).