Boyles Gesetz ist ein Sonderfall der ideales Gasgesetz. Dieses Gesetz gilt nur für ideale Gase, die konstant gehalten werden Temperaturund erlaubt nur die Volumen und Druck wechseln.
Boyles Gesetzesformel
Boyles Gesetz wird ausgedrückt als:
P.ichV.ich = P.fV.f
wo
P.ich = Anfangsdruck
V.ich = Anfangsvolumen
P.f = Enddruck
V.f = Endvolumen
Da sich die Temperatur und die Gasmenge nicht ändern, erscheinen diese Begriffe nicht in der Gleichung.
Was Boyles Gesetz bedeutet, ist, dass das Volumen einer Gasmasse ist invers proportional zu seinem Druck. Diese lineare Beziehung zwischen Druck und Volumen bedeutet, dass die Verdoppelung des Volumens einer gegebenen Gasmasse ihren Druck um die Hälfte verringert.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Einheiten für Anfangs- und Endbedingungen gleich sind. Beginnen Sie nicht mit Pfund und Kubikzoll für Anfangsdruck- und Volumeneinheiten und erwarten Sie, dass Sie Pascal und Liter finden, ohne die Einheiten zuerst umzurechnen.
Es gibt zwei andere übliche Möglichkeiten, die Formel für das Boyle'sche Gesetz auszudrücken.
Nach diesem Gesetz ist bei konstanter Temperatur das Produkt aus Druck und Volumen konstant:
PV = c
oder
P ∝ 1 / V.
Boyles Gesetz Beispiel Problem
Ein 1 l-Volumen eines Gases hat einen Druck von 20 atm. Ein Ventil lässt das Gas in einen 12-l-Behälter strömen, der die beiden Behälter verbindet. Was ist der Enddruck dieses Gases?
Ein guter Ort, um dieses Problem zu starten, ist das Schreiben der Formel für Boyles Gesetz und identifizieren Sie, welche Variablen Sie kennen und welche noch zu finden sind.
Die Formel lautet:
P.1V.1 = P.2V.2
Wissen Sie:
Anfangsdruck P.1 = 20 atm
Anfangsvolumen V.1 = 1 l
Endband V.2 = 1 l + 12 l = 13 l
Enddruck P.2 = Variable zu finden
P.1V.1 = P.2V.2
Teilen Sie beide Seiten der Gleichung durch V.2 gibt Ihnen:
P.1V.1 / V.2 = P.2
Zahlen eingeben:
(20 atm) (1 l) / (13 l) = Enddruck
Enddruck = 1,54 atm (nicht die richtige Anzahl signifikanter Zahlen, nur damit Sie es wissen)
Wenn Sie immer noch verwirrt sind, möchten Sie möglicherweise überprüfen ein anderes arbeitete Boyles Gesetz Problem.
Interessante Fakten zum Boyle-Gesetz
- Das Boyle'sche Gesetz war das erste physikalische Gesetz, das als Gleichung geschrieben wurde und die Abhängigkeit zweier Variablen beschreibt. Vorher war nur eine Variable vorhanden.
- Das Boyle-Gesetz ist auch als Boyle-Mariotte-Gesetz oder Mariotte-Gesetz bekannt. Der anglo-irische Boyle veröffentlichte sein Gesetz 1662, aber der französische Physiker Edme Mariotte kam 1679 unabhängig voneinander auf die gleiche Beziehung.
- Obwohl das Boyle'sche Gesetz das Verhalten eines idealen Gases beschreibt, kann es bei normaler Temperatur und niedrigem (normalem) Druck auf reale Gase angewendet werden. Mit steigender Temperatur und steigendem Druck weichen die Gase von jeder Änderung des idealen Gasgesetzes ab.
Boyles Gesetz und andere Gasgesetze
Das Boyle'sche Gesetz ist nicht der einzige Sonderfall des idealen Gasgesetzes. Zwei weitere gemeinsame Gesetze sind Charles 'Gesetz (konstanter Druck) und Gay-Lussacs Gesetz (konstantes Volumen).