La Лей де Бойль він був відкритий Робертом Бойлем у XNUMX столітті і заклав основи для пояснення зв'язку між тиском і об'ємом, присутніми в газах. За допомогою серії експериментів йому вдалося показати, що якщо температура постійна, газ зменшує свій об’єм, коли він піддається більшому тиску, і збільшується в об’ємі, якщо тиск зменшується.
У цій статті ми збираємося розповісти вам все, що вам потрібно знати про закон Бойля, його характеристики та важливість.
ключові особливості
У 1662 році Роберт Бойль виявив, що тиск, який діє на газ, обернено пропорційний його об’єму та кількості молів при постійній температурі. Іншими словами, якщо тиск, прикладений до газу, подвоїться, той самий газ буде стиснутий і його об’єм зменшиться вдвічі.
Зі збільшенням об’єму контейнера, що містить газ, відстань, яку частинки повинні пройти перед зіткненням зі стінками контейнера, також збільшується. Це збільшення відстані дозволяє зменшити частоту поштовхів, тому тиск на стінку менше, ніж раніше, коли обсяг був меншим.
Закон Бойля вперше відкрив у 1662 році Роберт Бойль. Едме Маріотт був іншим ученим, який думав і прийшов до тих же висновків, що і Бойл, однак, Маріотт не оприлюднив свою роботу до 1676 року. Саме тому в багатьох книгах ми зустрічаємо цей закон під назвою Закон Бойля і Маріо Закон Бойля-Маріо, також відомий як Закон Маттута, розроблений британським фізиком і хіміком Робертом. Його було сформульовано незалежно від Бойля та французького фізика і ботаніка Едме Матту.
Він відноситься до одного із законів, які пов’язують об’єм і тиск газу з певною кількістю газу, що підтримується при постійній температурі. Закон Бойля стверджує наступне: Тиск, який чинить сила, фізично обернено пропорційний об’єму газоподібної речовини, доки її температура залишається постійною. Або простіше, ми можемо інтерпретувати це так: при вищій постійній температурі об’єм фіксованої маси газу обернено пропорційний постійному тиску, який він чинить.
Досліди та застосування закону Бойля
Щоб довести теорію закону Бойля, Маріот відповідав за введення газу в циліндр з поршнем і зміг перевірити різні тиски, які створювалися, коли поршень опускався. З цього експерименту робиться висновок, що зі збільшенням об’єму тиск зменшується.
Закон Бойля має багато застосувань у сучасному житті, серед яких ми можемо згадати, наприклад, занурення, це тому, що водолаз повинен виштовхнути повітря зі своїх легенів під час підйому, тому що воно розширюється при зменшенні тиску, якщо цього не зробити, це може призвести до пошкодження тканин.
Він зустрічається в усьому обладнанні, яке використовує пневматичну енергію або живиться від неї, наприклад, роботизовані руки, які використовують такі компоненти, як пневматичні поршні, приводи, регулятори тиску та запобіжні клапани.
Бензинові, газові чи дизельні двигуни також використовують закон Бойля під час внутрішнього згоряння, оскільки в перший раз повітря надходить у циліндр з об’ємом і тиском, другий раз воно зменшує об’єм за рахунок збільшення тиску.
Автомобілі мають системи подушок безпеки, які працюють, видаляючи певну кількість повітря або газу з камери, яка досягає зовнішньої подушки безпеки, де тиск зменшується, а об’єм збільшується, зберігаючи постійну температуру.
Сьогодні закон Бойля дуже важливий, тому що це закон, який говорить з нами і пояснює поведінку газів. Це безперечно пояснює, що тиск і об’єм газу обернено пропорційні один одному. Тому при тиску на газ його об’єм зменшується, а тиск зростає.
ідеальна газова модель
Закон Бойля-Маріотта застосовується до так званих ідеальних газів, теоретичної моделі, яка значно спрощує поведінку будь-якого газу, припускаючи:
- молекули газу вони настільки малі, що не варто думати про їх розмір, особливо якщо врахувати, що це набагато менше відстані, яку вони долають.
- Крім того, молекули майже не взаємодіють, за винятком випадків, коли вони стикаються дуже коротко, а коли це відбувається, зіткнення є пружним, тому і імпульс, і кінетична енергія зберігаються.
- Нарешті, припустимо, що ця кінетична енергія пропорційна температурі газоподібного зразка, тобто чим більше збурені частинки, тим вище температура.
Легкі гази, незалежно від їхньої ідентичності, дуже суворо дотримуються цих інструкцій за стандартних умов температури та тиску (тобто: 0ºC і атмосферний тиск (1 атмосфера). Для цих газів закон Бойля-Маріотта дуже точно описує їх поведінку. .
Оскільки P∙V постійний при даній температурі, якщо тиск газу змінюється, об’єм змінюється так, що добуток залишається незмінним, тож у двох різних станах 1 і 2 рівність можна виразити так:
P1∙V1 = P2∙V2
Тоді, знаючи один стан плюс змінну з іншого стану, ви можете дізнатися відсутню змінну, вилучивши її із закону Бойля-Маріо.
Історія закону Бойля
британський хімік. Піонер експериментів у галузі хімії, особливо щодо властивостей газів,
Теза Роберта Бойля про поведінку матерії на рівні частинок була попередницею сучасної теорії хімічних елементів. Він також був членом-засновником Лондонського королівського товариства.
Роберт Бойл народився в дворянській родині в Ірландії і навчався в найкращих англійських та європейських школах. З 1656 по 1668 рік він служив помічником Роберта Гука в Оксфордському університеті, співпрацюючи з ним у серії експериментів, які визначали фізичні властивості повітря і те, як воно горить, дихає і передає звук.
Результати цих внесків були зібрані в їх «Нові фізико-механічні експерименти з пружності повітря та його впливу» (1660). У другому виданні цієї роботи (1662 р.) він розкрив відому властивість газів — закон Бойля-Маріотта, який стверджував, що об’єм, який займає газ при постійній температурі, обернено пропорційний його тиску. Сьогодні відомо, що цей закон виконується лише тоді, коли приймається теоретична ідеальна поведінка газів.
Сподіваюся, що за допомогою цієї інформації ви зможете більше дізнатися про закон Бойля, його характеристики та застосування у світі науки.