보일의 법칙 예

가스의 특성을 연구 할 때 로버트 보일, 한편으로는 에드 메 마리오 트다른 한편으로, 실험을 알거나 알지 못하는 사이에 그들은 가스가 압축 될 수 있으며 가스가받는 압력에 비례하여 부피가 변한다는 것을 관찰했습니다.

그의 연구를 이해하려면이 가스 연구에서 고려해야 할 세 가지 특성 인 온도, 부피 및 압력이 있음을 염두에 두어야합니다.

온도: 실험 조건에서 가스가 발견되는 온도입니다. 섭씨 (° C) 또는 켈빈 또는 절대 영도 (° K)로 표시 할 수 있습니다. 보일의 법칙의 경우 온도가 변하지 않고 일정하게 유지되는 것으로 간주됩니다.

체적: 밀폐 된 용기 내에서 가스가 차지하는 공간입니다. 첫 번째 의도에서 가스의 부피는 용기의 부피입니다. 표현을 위해 용기가 닫혀 있고 주사기와 같은 플런저가있는 것으로 간주됩니다.

압력: 플런저를 통해 가스가 갖는 압력입니다. 플런저가 뚜껑으로 놓여있는 밀폐 된 용기에서는 압력을 가하지 않고 대기압 (1 at)으로 간주합니다.

Boyle 및 Mariotte 관측에서 온도는 일정한 것으로 간주되므로 측정에 영향을 미치지 않습니다.

부피와 관련하여 예를 들어 1 리터 용량의 원통형 용기를 고려하면 뚜껑이 플런저입니다. 슬라이딩, 공기가 채워진 용기를 덮을 때 압력은 1 at, 부피는 1 리터. 플런저에 2 기압의 압력이 가해지면 가스의 부피가 절반으로, 즉 0.5 리터 또는 500ml로 감소합니다. 압력이 4 기압으로 증가하면 부피가 1/4, 즉 0.25 리터 또는 250ml로 감소합니다.

이러한 관찰을 바탕으로 호출이 선언되었습니다. 보일의 법칙: 일정한 온도에서 가스의 부피는 가스에 가해지는 압력에 반비례합니다.

즉, 압력이 증가하면 부피가 감소하고 압력이 감소하면 부피가 증가합니다.

이것은 가스의 압력과 부피 사이에 관계가 있음을 입증합니다. 구성 요소 중 하나, 다른 구성 요소는 동일한 비율로 변하고 관계는 일정하게 유지됩니다. 말하다:

P * V = k
P = 압력
V = 부피
k = 압력-체적 관계의 상수

이를 이해하기 위해 공기로 채워진 2.5 리터 컨테이너가 있고 캡 플런저의 압력이 1.5 at라고 가정합니다. 따라서 관계의 상수는 다음과 같습니다.

P * V = k = (2.5) (1.5) = 3.75

이제 압력을 3 기압으로 높이면 k를 압력 P로 나누면 다음과 같이됩니다.

k / P = V
3.75 / 3 = 1.25 리터

보시다시피 두 배의 압력을 가하면 부피가 원래의 절반이되고 압력-부피 관계의 상수가 유지됩니다. 이것은 다음과 같이 표현됩니다.

V₁피₁ = V₂피₂ = k

즉, 부피 1 x 압력 1의 곱은 부피 2 x 압력 2의 곱과 같으며이 관계는 일정하게 유지됩니다.

보일-마리오 트 법칙의 예

예 1. 3.5 at의 압력이 가해지면 2의 압력에서 3.75 리터의 부피를 차지하는 가스가 차지할 부피를 계산하십시오.

V₁ = 3.75 리터
피₁ = 2시에
V₂ = ?
피₂ = 3.5에서
V로₁피₁ = V₂피₂ = k

시스템 상수를 계산합니다.

V₁피₁= k = (3.75) (2) = 7.5

우리는 V로 해결합니다.₂:

V₂ = k / P₂ = 7.5 / 3.5 = 2,143 리터

예 2. 1.75의 압력에서 3.25 리터의 압력에서 2.25 리터의 부피를 차지하는 경우 가스에 적용되는 압력을 계산하십시오.

V₁ = 3.25 리터
피₁ = 1.75에서
V₂ = 2.25 리터
피₂ = ?

시스템 상수를 계산합니다.

V₁피₁= k = (3.25) (1.75) = 5.6875

우리는 P를 해결합니다.₂:

피₂ = k / V₂ = 5.6875 / 2.25 = 2.53에서

예제 3. 4.5 at의 압력을 가할 때 1.4 리터의 부피를 차지하고 원래 부피가 2.2 리터 인 경우 가스의 원래 압력을 계산하십시오.

V₁ = 2.2 리터
피₁ = ?
V₂ = 1.4 리터
피₂ = 4.5에서

시스템 상수를 계산합니다.

V₂피₂= k = (1.4) (4.5) = 6.3

우리는 P를 해결합니다.₂:

피₁ = k / V₁ = 6.3 / 2.2 = 2.863에서