La 레이 드 보일 그것은 XNUMX세기에 로버트 보일(Robert Boyle)에 의해 발견되었으며 기체에 존재하는 압력과 부피 사이의 관계를 설명하는 토대를 마련했습니다. 일련의 실험을 통해 그는 온도가 일정할 때 더 많은 압력을 가하면 기체의 부피가 줄어들고 압력이 감소하면 부피가 증가한다는 것을 보여주었습니다.
이 기사에서 우리는 보일의 법칙, 그 특성 및 중요성에 대해 알아야 할 모든 것을 알려줄 것입니다.
주요 기능
1662년에 로버트 보일은 기체에 가해지는 압력이 일정한 온도에서 기체의 부피와 몰수에 반비례한다는 사실을 발견했습니다. 즉, 기체에 가해지는 압력이 XNUMX배가 되면, 같은 기체가 압축되어 부피가 반으로 줄어듭니다.
가스를 포함하는 용기의 부피가 증가함에 따라 입자가 용기 벽과 충돌하기 전에 이동해야 하는 거리도 증가합니다. 이러한 거리의 증가는 충격의 빈도를 감소시키므로 벽에 가해지는 압력은 볼륨이 작을 때보다 이전보다 적습니다.
보일의 법칙은 1662년 로버트 보일이 처음 발견했다. Edme Mariotte는 Boyle과 같은 결론을 내리고 생각한 또 다른 과학자였습니다., 그러나 Mariotte는 1676년까지 그의 작업을 공개하지 않았습니다. 그렇기 때문에 많은 책에서 Boyle과 Mariot의 법칙이라고 하는 이 법칙을 찾을 수 있습니다. Boyle-Mariot의 법칙은 영국의 물리학자이자 화학자인 Robert가 개발한 Mattut의 법칙이라고도 합니다. Boyle와 프랑스 물리학자이자 식물학자 Edmé Mattout에 의해 독립적으로.
일정한 온도로 유지되는 일정량의 기체에 기체의 부피와 압력을 관련시키는 법칙 중 하나를 말합니다. 보일의 법칙은 다음과 같이 설명합니다. 힘에 의해 가해지는 압력은 온도가 일정하게 유지되는 한 기체 물질의 부피에 물리적으로 반비례합니다. 또는 더 간단하게 다음과 같이 해석할 수 있습니다. 더 높은 일정한 온도에서 고정된 기체 질량의 부피는 그것이 가하는 일정한 압력에 반비례합니다.
보일의 법칙의 실험과 응용
보일의 법칙을 증명하기 위해 Mariot는 피스톤이 있는 실린더에 가스를 주입하는 일을 담당했으며 피스톤이 하강할 때 생성되는 다양한 압력을 확인할 수 있었습니다. 이 실험을 통해 부피가 증가하면 압력이 감소함을 추론할 수 있습니다.
보일의 법칙은 현대 생활에서 많은 응용 프로그램을 가지고 있습니다. 그 중 예를 들어 다이빙을 언급할 수 있습니다. 이는 다이버가 상승할 때 압력이 감소할 때 팽창하기 때문에 폐에서 공기를 배출해야 하기 때문입니다. 그렇지 않으면 조직 손상을 일으킬 수 있습니다.
공압 피스톤, 액추에이터, 압력 조절기 및 압력 릴리프 밸브와 같은 구성 요소를 사용하는 로봇 팔과 같이 공압 동력을 사용하거나 동력을 공급받는 모든 장비에서 발견됩니다.
가솔린, 가스 또는 디젤 엔진도 내연 중에 보일의 법칙을 사용합니다. 처음 공기가 실린더에 부피와 압력을 가지고 들어갈 때, 두 번째에는 압력을 증가시켜 부피를 감소시키기 때문입니다.
자동차에는 외부 에어백에 도달하는 챔버에서 일정량의 공기 또는 가스를 배출하여 작동하는 에어백 시스템이 있습니다. 일정한 온도를 유지하면서 압력이 감소하고 부피가 증가하는 곳.
보일의 법칙은 오늘날 우리에게 말하고 기체의 거동을 설명하는 법칙이기 때문에 매우 중요합니다. 기체의 압력과 부피는 서로 반비례한다는 것을 확실히 설명합니다. 따라서 기체에 압력이 가해지면 부피는 감소하고 압력은 증가합니다.
이상 기체 모델
보일-마리오트 법칙은 다음을 가정하여 모든 기체의 거동을 크게 단순화하는 이론 모델인 소위 이상 기체에 적용됩니다.
- 기체 분자 그들은 너무 작아서 크기에 대해 생각할 필요가 없습니다., 특히 이것이 그들이 여행하는 거리보다 훨씬 작다는 점을 고려하면.
- 또한, 분자는 거의 상호 작용하지 않습니다., 아주 짧게 충돌할 때를 제외하고 충돌할 때 충돌은 탄성이므로 운동량과 운동 에너지가 모두 보존됩니다.
- 마지막으로, 이 운동 에너지가 기체 샘플의 온도에 비례한다고 가정합니다. 즉, 입자가 더 많이 흔들릴수록 온도가 높아집니다.
가벼운 가스는 그 정체에 관계없이 표준 온도 및 압력 조건(예: 0ºC 및 대기압(1기압)에서 매우 엄격하게 이 지침을 따릅니다. 이러한 가스의 경우 보일-마리오트 법칙은 그 거동을 매우 정확하게 설명합니다. .
주어진 온도에서 P∙V는 일정하므로 기체의 압력이 변하면 부피가 변하여 생성물이 동일하게 유지되므로 두 가지 다른 상태 1과 2에서 등식은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
P1∙V1 = P2∙V2
그런 다음 한 상태와 다른 상태의 변수를 알면 Boyle-Mariot 법칙에서 누락된 변수를 제거하여 알 수 있습니다.
보일의 법칙의 역사
영국의 화학자. 화학 분야, 특히 기체의 특성에 관한 실험의 선구자,
입자 수준에서 물질의 거동에 대한 로버트 보일의 이론은 현대 화학 원소 이론의 선구자였습니다. 그는 또한 런던 왕립 학회의 창립 회원이었습니다.
로버트 보일은 아일랜드의 귀족 가정에서 태어나 최고의 영어 및 유럽 학교를 다녔습니다. 1656년부터 1668년까지 그는 옥스포드 대학에서 로버트 훅의 조수로 일하면서 공기의 물리적 특성과 공기가 어떻게 연소, 호흡 및 소리를 전달하는지 결정하는 일련의 실험에서 그와 협력했습니다.
이러한 기여의 결과는 «공기의 탄성과 그 효과에 대한 새로운 물리-기계적 실험» (1660). 이 작업의 두 번째 판(1662)에서 그는 기체의 유명한 성질인 보일-마리오트 법칙을 밝혔습니다. 이 법칙은 일정한 온도에서 기체가 차지하는 부피는 압력에 반비례한다는 것입니다. 오늘날 이 법칙은 기체의 이론적인 이상 거동이 받아들여질 때만 충족되는 것으로 알려져 있습니다.
이 정보를 통해 Boyle의 법칙, 그 특성 및 과학 세계에서의 응용에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.