Prawo Boyle’a-Mariotte’a
Prawo Boyle'a (zwane również prawem Mariotte'a i prawem Boyle'a-Mariotte'a) jest prawem o idealnych gazach.
Prawo może być określone w następujący sposób:
Dla stałej ilości gazu idealnego utrzymywanej w stałej temperaturze, P (ciśnienie) i V (objętość) są odwrotnie proporcjonalne.
Innymi słowy, objętość stałej masy gazu idealnego w stałej temperaturze jest odwrotnie proporcjonalna do ciśnienia, jakie jest na nim stosowane.
W symbolach, prawo jest:
P ∝ 1 V {\i1}propto {\i1}frac {\i1}{\i1} 
lub
P V = k {\i1}- styropian PV=k 
gdzie P jest ciśnieniem gazu, V jest objętością gazu, a k jest stałą.
Dla danej masy gazu w stałej temperaturze iloczyn ciśnienia i objętości jest stały. Gdy objętość spada, ciśnienie wzrasta proporcjonalnie, i odwrotnie. Na przykład, gdy ciśnienie zmniejsza się o połowę, objętość podwaja się.
Załóżmy, że masz zbiornik, który zawiera pewną objętość gazu pod określonym ciśnieniem. Kiedy zmniejszasz objętość zbiornika, ta sama liczba cząstek gazu jest teraz zawarta w mniejszej przestrzeni. Dlatego też liczba zderzeń wzrasta. Dlatego też, ciśnienie jest większe.
Wyobraź sobie, że masz gaz o określonym ciśnieniu (P1) i objętości (V1). Jeśli zmienisz ciśnienie na nową wartość (P2), objętość zmieni się na nową wartość (V2). Możemy użyć prawa Boyle'a do opisania obu zestawów warunków:
P 1 V 1 = k {\i1}styk stylistyczny P_{1}V_{1}=k} 
P 2 V 2 = k {\i1}styk stylistyczny P_{2}V_{2}=k} 
Stała, k, jest taka sama w obu przypadkach, więc możemy powiedzieć, co następuje:
P 1 V 1 = P 2 V 2 {\i1}V_{1}=P_{2}V_{2}}} 
Przykład: Ciśnienie gazu wynosi 3 atm, a objętość 5 litrów. Jeśli ciśnienie zostanie zmniejszone do 2 atm, to jaka jest objętość?
P 1 V 1 = P 2 V 2 {\i1}V_{1}=P_{2}V_{2}}}
V 2 = P 1 V 1 P 2 {\i1}== {\i1}frac {\i1}V_{\i1}}{P_{\i1}V_{\i0} 
V 2 = 3 ∗ 5 2 {\i1}== {\i1}frac {3*5}{2}} 
V 2 = 15 2 {\i1}{\i1}Styl V_{\i0}== {\i1}frac {\i1}{\i1} 
V 2 = 7.5 {\i1} {\i1}Style V_{\i0}=7.5} 
∴ Pojemność będzie wynosić 7,5 litra.
Prawo zostało odnalezione przez Roberta Boyle'a w 1662 roku, a następnie samodzielnie przez Edme'a Mariotte'a w 1679 roku.
Animacja pokazująca zależność między ciśnieniem a objętością. Ilość i temperatura gazu są stałe.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest prawo Boyle'a?
O: Prawo Boyle'a (zwane również prawem Mariotte'a lub prawem Boyle'a-Mariotte'a) to prawo dotyczące gazów idealnych, które mówi, że dla stałej ilości gazu idealnego utrzymywanego w stałej temperaturze, ciśnienie (P) i objętość (V) są odwrotnie proporcjonalne.
P: Jak można wyrazić prawo Boyle'a matematycznie?
O: Prawo Boyle'a można wyrazić matematycznie jako P ∝ 1/V lub PV = k, gdzie P to ciśnienie gazu, V to objętość gazu, a k to stała.
P: Kto odkrył to prawo?
O: Prawo to odkrył Robert Boyle w 1662 roku, a następnie niezależnie Edme Mariotte w 1679 roku.
P: Co to znaczy, gdy mówimy, że P i V są odwrotnie proporcjonalne?
O: Oznacza to, że gdy jedno z nich wzrasta, drugie proporcjonalnie maleje - jeżeli więc zmniejszy Pan objętość zbiornika zawierającego pewną ilość gazu pod pewnym ciśnieniem, to z powodu zwiększonej ilości zderzeń między cząsteczkami wynikającej z tego, że znajdują się one w mniejszej przestrzeni, ciśnienie wzrośnie.
P: Jak wykorzystać prawo Boyle'a do obliczenia zmian ciśnienia lub objętości?
O: Prawo Boyle'a można wykorzystać do obliczania zmian ciśnienia lub objętości, stosując dwa równania - P1V1=k i P2V2=k - gdzie k pozostaje stałe, a P1/V1 lub P2/V2 zmieniają się w zależności od tego, co chcemy obliczyć.
P: Czy to prawo można zastosować również do gazów rzeczywistych?
O: Nie - dotyczy to tylko gazów idealnych, ponieważ nie występują między nimi siły międzycząsteczkowe.
