莱德博伊尔

博伊尔木偶

La 莱德博伊尔 它是由罗伯特·博伊尔在 XNUMX 世纪发现的,为解释气体中存在的压力和体积之间的关系奠定了基础。 通过一系列实验,他设法证明,如果温度恒定,气体在受到更大压力时体积会减小,而在压力降低时体积会增加。

在本文中,我们将告诉您您需要了解的有关波义耳定律、其特征和重要性的所有信息。

主要特点

博伊尔定律

1662 年,罗伯特·博伊尔发现施加在气体上的压力与其体积和恒定温度下的摩尔数成反比。 换句话说,如果施加在气体上的压力加倍, 相同的气体将被压缩,其体积将减半。

随着容纳气体的容器体积增加,颗粒在与容器壁碰撞之前必须行进的距离也增加。 这种距离的增加使冲击的频率降低,因此壁上的压力比体积更小时更小。

波义耳定律由罗伯特波义耳于 1662 年首次发现。 埃德梅·马里奥特(Edme Mariotte)是另一位与博伊尔思考并得出相同结论的科学家然而,马里奥特直到 1676 年才公开他的工作。这就是为什么在许多书中我们发现这条定律称为波义耳和马里奥特定律 波义耳-马里奥特定律,也称为马图特定律,由英国物理学家和化学家罗伯特制定Boyle 和法国物理学家兼植物学家 Edmé Mattout 独立完成。

它是指将气体的体积和压力与保持在恒定温度下的一定量的气体相关联的定律之一。 波义耳定律指出:只要温度保持恒定,力施加的压力在物理上与气态物质的体积成反比。 或者更简单地说,我们可以将其解释为: 在较高的恒定温度下,固定质量气体的体积与其施加的恒定压力成反比。

波义耳定律的实验与应用

博伊尔定律化学

为了证明波义耳定律的理论,马里奥特负责将气体引入带有活塞的气缸中,并能够验证活塞下降时产生的不同压力。 从这个实验推断,随着体积的增加,压力降低。

波义耳定律在现代生活中有很多应用,其中我们可以提到例如潜水,这是因为潜水员在上升时必须将空气从肺部排出,因为当压力降低时它会膨胀,否则会导致组织损伤。

它存在于所有使用或由气动动力提供动力的设备中,例如使用气动活塞、执行器、压力调节器和泄压阀等组件的机械臂。

汽油机、燃气机或柴油机在内燃时也使用波义耳定律,因为空气第一次以体积和压力进入气缸,第二次通过增加压力来减小体积。

汽车具有安全气囊系统,该系统通过从到达外部安全气囊的腔室中排出一定量的空气或气体来工作, 在保持恒定温度的情况下,压力降低,体积增加。

波义耳定律在今天非常重要,因为它是对我们说话并解释气体行为的定律。 它明确地解释了气体的压力和体积彼此成反比。 因此,当对气体施加压力时,其体积减小而压力增加。

理想气体模型

博伊尔仪器

Boyle-Mariotte 定律适用于所谓的理想气体,这是一个大大简化任何气体行为的理论模型,假设:

  • 气体分子 它们是如此之小,以至于没有必要考虑它们的大小,特别是考虑到这比他们旅行的距离要小得多。
  • 另外, 分子几乎没有相互作用,除非它们非常短暂地碰撞,并且当它们发生碰撞时,碰撞是弹性的,因此动量和动能都是守恒的。
  • 最后,假设这个动能与气态样品的温度成正比,即 颗粒搅拌得越多,温度就越高。

轻质气体,无论其身份如何,在标准温度和压力条件下(即:0ºC 和大气压(1 个大气压))都非常严格地遵循这些准则。对于这些气体,Boyle-Mariotte 定律非常精确地描述了它们的行为。。

由于 P∙V 在给定温度下是恒定的,如果气体的压力发生变化,则体积会发生变化,从而使乘积保持不变,因此在两种不同的状态 1 和 2 下,等式可以表示如下:

P1·V1 = P2·V2

然后知道一个状态,再加上另一个状态的变量,您可以通过从波义耳-马里奥定律中删除它来知道缺失的变量。

波义耳定律的历史

英国化学家。 化学领域实验的先驱,特别是在气体性质方面,

罗伯特·博伊尔关于物质在粒子水平上的行为的论文是现代化学元素理论的先驱。 他还是伦敦皇家学会的创始成员。

罗伯特·博伊尔出生在爱尔兰的一个贵族家庭,就读于最好的英语和欧洲学校。 从 1656 年到 1668 年,他在牛津大学担任罗伯特·胡克的助手,与他合作进行了一系列实验,这些实验确定了空气的物理特性以及它如何燃烧、呼吸和传播声音。

这些贡献的结果被收集在他们的 «关于空气弹性及其影响的新物理机械实验» (1660)。 在这部著作的第二版(1662 年)中,他揭示了著名的气体性质,即波义耳-马里奥特定律,该定律指出,在恒定温度下,气体所占的体积与其压力成反比。 今天人们知道,只有当气体的理论理想行为被接受时,这条定律才会得到满足。

我希望通过这些信息,您可以更多地了解波义耳定律、它的特点以及在科学界的应用。


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