De formule voor de wet van Boyle

De wet van Boyle is een speciaal geval van de ideale gaswet. Deze wet is alleen van toepassing op ideale gassen die op een constante temperatuur worden gehouden, waardoor alleen het volume en de druk kunnen veranderen.

De wetformule van Boyle

De wet van Boyle wordt uitgedrukt als:
P_ikV_ik = P_fV_f
waar
P_ik = initiële druk
V_ik = initieel volume
P_f = einddruk
V_f = eindvolume

Omdat de temperatuur en de hoeveelheid gas niet veranderen, verschijnen deze termen niet in de vergelijking.

Wat de wet van Boyle betekent, is dat het volume van een massa gas omgekeerd evenredig is met zijn druk. Deze lineaire relatie tussen druk en volume betekent dat het verdubbelen van het volume van een gegeven gasmassa de druk met de helft verlaagt.

Het is belangrijk om te onthouden dat de eenheden voor begin- en eindvoorwaarden hetzelfde zijn. Begin niet met ponden en kubieke inches voor initiële druk- en volume-eenheden en verwacht pascal en liters te vinden zonder de eenheden eerst te converteren.

Er zijn twee andere veel voorkomende manieren om de formule voor de wet van Boyle uit te drukken.

Volgens deze wet is het product van druk en volume bij een constante temperatuur een constante:

PV = c

of

P ∝ 1 / V

Boyle's Law Voorbeeldprobleem

Een volume van 1 liter gas staat op een druk van 20 atm. Met een klep kan het gas in een container van 12 L stromen en de twee containers met elkaar verbinden. Wat is de uiteindelijke druk van dit gas?

Een goede plek om dit probleem te beginnen is om de formule voor de wet van Boyle te schrijven en te identificeren welke variabelen je kent en welke nog te vinden zijn.

De formule is:

P₁V₁ = P₂V₂

Je weet wel:

Begindruk P₁ = 20 atm
Beginvolume V₁ = 1 L
eindvolume V₂ = 1 L + 12 L = 13 L
einddruk P₂ = variabele om te vinden

P₁V₁ = P₂V₂

Beide zijden van de vergelijking delen door V₂ geeft jou:

P₁V₁ / V₂ = P₂

De cijfers invullen:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = einddruk

einddruk = 1,54 atm (niet het juiste aantal significante cijfers, zodat u het weet)

Als je nog steeds in de war bent, wil je misschien een ander probleem van de Boyle's Law bespreken.

Wetende feiten over interessante Boyle

• De wet van Boyle was de eerste fysische wet geschreven als een vergelijking die de afhankelijkheid van twee variabelen beschreef. Daarvoor was één variabele alles wat je kreeg.
• De wet van Boyle is ook bekend als de wet van Boyle-Mariotte of de wet van Mariotte. Anglo-Irish Boyle publiceerde zijn wet in 1662, maar de Franse fysicus Edme Mariotte kwam in 1679 onafhankelijk met dezelfde relatie.
• Hoewel de wet van Boyle het gedrag van een ideaal gas beschrijft, kan het worden toegepast op echte gassen bij een normale temperatuur en lage (gewone) druk. Naarmate temperatuur en druk toenemen, beginnen gassen af ​​te wijken van elke variatie van de ideale gaswet.

Boyle's Law and Other Gas Laws

De wet van Boyle is niet het enige speciale geval van de ideale gaswet. Twee andere gemeenschappelijke wetten zijn de wet van Charles (constante druk) en de wet van Gay-Lussac (constant volume).