صيغة قانون بويل

قانون بويل هو قضية خاصة لل قانون الغاز المثالي. ينطبق هذا القانون فقط على الغازات المثالية التي يتم الاحتفاظ بها بثبات درجة الحرارة، والسماح فقط لل الصوت و الضغط لتغيير.

يتم التعبير عن قانون بويل على النحو التالي:
ص_أناالخامس_أنا = ف_Fالخامس_F
أين
ص_أنا = الضغط الأولي
الخامس_أنا = الحجم الأولي
ص_F = الضغط النهائي
الخامس_F = الحجم النهائي

لأن درجة حرارة وكمية الغاز لا تتغير ، لا تظهر هذه المصطلحات في المعادلة.

ما يعنيه قانون بويل هو أن حجم كتلة الغاز هو يتناسب عكسيا لضغطها. هذه العلاقة الخطية بين الضغط والحجم تعني مضاعفة حجم كتلة معينة من الغاز يقلل من الضغط بمقدار النصف.

من المهم أن تتذكر أن وحدات الحالات الأولية والنهائية هي نفسها. لا تبدأ بالجنيه وبوصات مكعبة للضغط الأولي ووحدات الحجم ، ونتوقع أن تجد باسكال وترا دون تحويل الوحدات أولاً.

هناك طريقتان شائعتان للتعبير عن صيغة قانون بويل.

وفقًا لهذا القانون ، عند درجة حرارة ثابتة ، يكون ناتج الضغط والحجم ثابتًا:

PV = ج

أو

P ∝ 1 / V

حجم 1 لتر من الغاز يكون عند ضغط 20 atm. يسمح الصمام لتدفق الغاز إلى حاوية 12 لتر ، وتوصيل الحاويتين. ما هو الضغط النهائي لهذا الغاز؟

مكان جيد لبدء هذه المشكلة هو كتابة الصيغة لـ قانون بويل وتحديد المتغيرات التي تعرفها والتي لا يزال يتعين العثور عليها.

الصيغة هي:

ص₁الخامس₁ = ف₂الخامس₂

أنت تعلم:

الضغط الأولي P₁ = 20 صراف آلي
المجلد الأولي الخامس₁ = 1 لتر
المجلد النهائي الخامس₂ = 1 لتر + 12 لتر = 13 لتر
الضغط النهائي P₂ = متغير للعثور عليه

ص₁الخامس₁ = ف₂الخامس₂

قسمة طرفي المعادلة على V₂ يعطيك:

ص₁الخامس₁ / الخامس₂ = ف₂

تعبئة الأرقام:

(20 ضغط جوي) (1 لتر) / (13 لتر) = الضغط النهائي

الضغط النهائي = 1.54 ضغط جوي (ليس العدد الصحيح للأرقام المهمة ، فقط كما تعلم)

إذا كنت لا تزال مرتبكًا ، فقد ترغب في المراجعة عمل آخر مشكلة قانون بويل.

• كان قانون بويل أول قانون فيزيائي كتب كمعادلة وصفت اعتماد متغيرين. قبل ذلك ، كان كل ما لديك هو متغير واحد.
• يُعرف قانون بويل أيضًا باسم قانون بويل ماريوت أو قانون ماريوت. نشر الأنجلو أيرلندي بويل قانونه عام 1662 ، لكن الفيزيائي الفرنسي إدم ماريوت توصل إلى نفس العلاقة بشكل مستقل في عام 1679.
• على الرغم من أن قانون بويل يصف سلوك الغاز المثالي ، فإنه يمكن تطبيقه على الغازات الحقيقية عند درجة حرارة طبيعية وضغط منخفض (عادي). مع ارتفاع درجة الحرارة والضغط ، تبدأ الغازات في الانحراف عن أي اختلاف في قانون الغاز المثالي.

قانون بويل ليس هو الحالة الخاصة الوحيدة لقانون الغاز المثالي. اثنين من القوانين المشتركة الأخرى قانون تشارلز (الضغط المستمر) و قانون غاي لوساك (حجم ثابت).