Boilio dėsnio formulė

Dujų masės tūris yra atvirkščiai proporcingas jos slėgiui

sutiporn somnam / Getty Images

Boyle'o dėsnis yra ypatingas atvejis Idealiųjų dujų įstatymas . Šis dėsnis taikomas tik idealioms dujoms, kurių konstanta yra temperatūros , leidžiant tik apimtis ir spaudimas pasikeisti.

Boilio dėsnio formulė

Boyle'o dėsnis išreiškiamas taip:
P_iIN_i= P_fIN_f
kur
P_i= pradinis slėgis
IN_i= pradinis tūris
P_f= galutinis slėgis
IN_f= galutinis tūris

Kadangi temperatūra ir dujų kiekis nesikeičia, šie terminai lygtyje nerodomi.

Boyle'o dėsnis reiškia, kad dujų masės tūris yra atvirkščiai proporcingas jo spaudimui. Šis tiesinis slėgio ir tūrio ryšys reiškia, kad padvigubėjus tam tikros dujų masės tūriui, jų slėgis sumažėja perpus.

Svarbu atsiminti, kad pradinės ir galutinės sąlygos yra vienodos. Nepradėkite nuo svarų ir kubinių colių pradinio slėgio ir tūrio vienetų ir tikėkitės rasti paskalius ir litrus prieš tai neperskaičiavę vienetų.

Yra dar du įprasti būdai išreikšti Boilio dėsnio formulę.

Pagal šį dėsnį, esant pastoviai temperatūrai, slėgio ir tūrio sandauga yra pastovi:

PV = c

arba

P ∝ 1/V

Boyle'o dėsnio pavyzdžio problema

1 litro dujų tūrio slėgis yra 20 atm. Vožtuvas leidžia dujoms tekėti į 12 l talpą, sujungiant du bakus. Koks yra galutinis šių dujų slėgis?

Gera vieta pradėti šią problemą yra parašyti formulę Boyle'o dėsnis ir nustatykite, kuriuos kintamuosius žinote, o kuriuos dar reikia rasti.

Formulė yra tokia:

P₁IN₁= P_duIN_du

Tu žinai:

Pradinis slėgis P₁= 20 atm
Pradinis tomas V₁= 1 l
galutinis tomas V_du= 1L + 12L = 13L
galutinis slėgis P_du= kintamasis, kurį reikia rasti

P₁IN₁= P_duIN_du

Padalijus abi lygties puses iš V_dusuteikia Jums:

P₁IN₁/ IN_du= P_du

Skaičių pildymas:

(20 atm) (1 L)/(13 L) = galutinis slėgis

galutinis slėgis = 1,54 atm (netinkamas reikšmingų skaičių skaičius, kad žinotumėte)

Jei vis dar esate sumišęs, galbūt norėsite peržiūrėti kita išsprendė Boyle'o įstatymo problemą .

Įdomūs Boyle'o įstatymo faktai

• Boyle'o dėsnis buvo pirmasis fizinis dėsnis, parašytas kaip lygtis, nusakanti dviejų kintamųjų priklausomybę. Prieš tai turėjote tik vieną kintamąjį.
• Boyle'o įstatymas taip pat žinomas kaip Boyle-Mariotte įstatymas arba Mariotte įstatymas. Anglų ir airių Boyle'as paskelbė savo įstatymą 1662 m., tačiau prancūzų fizikas Edme Mariotte 1679 m. savarankiškai sugalvojo tą patį santykį.
• Nors Boyle'o dėsnis apibūdina idealių dujų elgseną, jis gali būti taikomas tikroms dujoms esant normaliai temperatūrai ir žemam (įprastam) slėgiui. Didėjant temperatūrai ir slėgiui, dujos pradeda nukrypti nuo bet kokių idealių dujų dėsnio pokyčių.

Boyle'o įstatymas ir kiti dujų įstatymai

Boilio dėsnis nėra vienintelis ypatingas idealių dujų įstatymo atvejis. Yra dar du bendri įstatymai Charleso įstatymas (nuolatinis slėgis) ir Gay-Lussac dėsnis (pastovus tūris).