Boyles loveksempel

Når du studerer gassens egenskaper, Robert Boyle, på den ene siden, og Edme mariottePå den annen side, uten å vite eller vite eksperimentene deres, observerte de at gasser kan komprimeres, og at volumet varierer i forhold til trykket de utsettes for.

For å forstå forskningen hans, må vi huske at det er tre egenskaper å vurdere i denne studien av gasser: temperatur, volum og trykk.

Temperatur: Det er temperaturen der en gass blir funnet under eksperimentets forhold. Det kan uttrykkes i grader Celsius (° C) eller i grader Kelvin eller absolutt null (° K). I tilfelle Boyles lov anses det at temperaturen ikke varierer, det vil si at den forblir konstant.

Volum: Det er plassen en gass opptar i en lukket container. I første intensjon er volumet av en gass volumet av beholderen. For sin representasjon anses det at beholderen er lukket og med et stempel, for eksempel en sprøyte.

Trykk: Det er trykket gassen har gjennom stempelet. I en lukket beholder, som stempelet er plassert på som et lokk, uten å påføre trykk, anses det å være ved atmosfærisk trykk (1 at).

I Boyle og Mariotte observasjonene anses temperaturen å være konstant, så det vil ikke påvirke målingen.

Når det gjelder volumet, hvis vi for eksempel betrakter en sylindrisk beholder med 1 liters kapasitet, og lokket er et stempel glir, når du plasserer den som dekker beholderen fylt med luft, vil trykket være 1 ved, mens volumet vil være 1 liter. Hvis det utøves et trykk på 2 atmosfærer på stempelet, vil gassvolumet reduseres med halvparten, det vil si til 0,5 liter eller 500 ml. Hvis trykket øker til 4 atmosfærer, vil volumet reduseres til en fjerdedel, det vil si til 0,25 liter eller 250 ml.

Basert på disse observasjonene ble samtalen uttalt Boyles lov: Ved konstant temperatur er volumet av en gass omvendt proporsjonal med trykket som utøves på den.

Dette betyr at når trykket øker, reduseres volumet, og når trykket synker, øker volumet.

Dette fører til å fastslå at det er et forhold mellom trykket til en gass og volumet, som ved å variere en av komponentene, den andre varierer i samme proporsjon, forholdet forblir konstant, det vil si si:

P * V = k
P = Trykk
V = volum
k = konstant av forholdet mellom trykk og volum

For å forstå dette, anta at vi har en 2,5-liters beholder, som er fylt med luft og trykket på hettestemplet er 1,5 kl. Så det konstante i forholdet ditt er:

P * V = k = (2,5) (1,5) = 3,75

Hvis vi nå øker trykket til 3 atmosfærer, deler vi k med trykket P, og vi vil ha:

k / P = V
3,75 / 3 = 1,25 liter

Som vi ser, er volumet halvparten av det opprinnelige når du bruker dobbelt trykk, og konstanten mellom forholdet mellom trykk og volum opprettholdes. Dette uttrykkes som følger:

V₁P₁ = V₂P₂ = k

Det vil si at produktet av volum 1 ganger trykk 1 er lik produktet av volum 2 ganger trykk 2, og dette forholdet forblir konstant.

Eksempler på Boyle-Mariotte-loven

Eksempel 1. Beregn volumet som en gass vil okkupere, som har et volum på 3,75 liter, ved et trykk på 2 ved hvis det påføres et trykk på 3,5 at.

V₁ = 3,75 l
P₁ = 2 kl
V₂ = ?
P₂ = 3,5 kl
Som V₁P₁ = V₂P₂ = k

Vi beregner systemets konstant:

V₁P₁= k = (3,75) (2) = 7,5

Vi løser for V₂:

V₂ = k / P₂ = 7,5 / 3,5 = 2143 liter

Eksempel 2. Beregn trykket som påføres en gass, hvis den har et volum på 2,25 liter, hvis den har et volum på 3,25 liter ved et trykk på 1,75.

V₁ = 3,25 l
P₁ = 1,75 kl
V₂ = 2,25 l
P₂ = ?

Vi beregner systemets konstant:

V₁P₁= k = (3,25) (1,75) = 5,6875

Vi løser for P₂:

P₂ = k / V.₂ = 5,6875 / 2,25 = 2,53 kl

Eksempel 3. Beregn det opprinnelige trykket til en gass, hvis den opptar et volum på 1,4 liter når det påføres et trykk på 4,5 at, og det opprinnelige volumet var 2,2 liter.

V₁ = 2,2 l
P₁ = ?
V₂ = 1,4 l
P₂ = 4,5 kl

Vi beregner systemets konstant:

V₂P₂= k = (1,4) (4,5) = 6,3

Vi løser for P₂:

P₁ = k / V.₁ = 6,3 / 2,2 = 2,863 kl