Εάν παγιδεύετε ένα δείγμα αέρα και μετράτε το Ενταση ΗΧΟΥ σε διαφορετικά πιέσεις (συνεχής θερμοκρασία), τότε μπορείτε να καθορίσετε μια σχέση μεταξύ όγκου και πίεσης. Εάν κάνετε αυτό το πείραμα, θα διαπιστώσετε ότι καθώς η πίεση ενός δείγματος αερίου αυξάνεται, ο όγκος του μειώνεται. Με άλλα λόγια, ο όγκος ενός δείγματος αερίου σε σταθερή θερμοκρασία είναι αντιστρόφως ανάλογος προς την πίεση του. Το προϊόν της πίεσης πολλαπλασιασμένο με τον όγκο είναι μια σταθερά:
PV = k ή V = k / P ή Ρ = k / V
όπου P είναι πίεση, V είναι όγκος, k είναι μια σταθερά, και η θερμοκρασία και η ποσότητα του αερίου διατηρούνται σταθερές. Αυτή η σχέση ονομάζεται Νόμος του Boyle, μετά Ρόμπερτ Μπόιλ, ο οποίος το ανακάλυψε το 1660.
Λέξεις-κλειδιά: Προβλήματα χημείας του νόμου του Boyle
- Με απλά λόγια, ο Boyle δηλώνει ότι για ένα αέριο σε σταθερή θερμοκρασία, η πίεση πολλαπλασιασμένη με τον όγκο είναι μια σταθερή τιμή. Η εξίσωση γι 'αυτό είναι PV = k, όπου k είναι μια σταθερά.
- Σε μια σταθερή θερμοκρασία, εάν αυξήσετε την πίεση ενός αερίου, η ένταση μειώνεται. Εάν αυξήσετε την ένταση του, μειώνεται η πίεση.
- Ο όγκος ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογος προς την πίεση του.
- Ο νόμος του Boyle είναι μια μορφή του νόμου περί ιδανικού αερίου. Σε κανονικές θερμοκρασίες και πιέσεις, λειτουργεί καλά για πραγματικά αέρια. Ωστόσο, σε υψηλή θερμοκρασία ή πίεση, δεν είναι μια έγκυρη προσέγγιση.
Λειτουργικό παράδειγμα πρόβλημα
Τα τμήματα του Γενικές ιδιότητες των αερίων και Προβλήματα νόμου για το ιδανικό αέριο μπορεί επίσης να σας βοηθήσει όταν προσπαθείτε να εργαστείτε Τα προβλήματα του νόμου του Boyle.
Πρόβλημα
Ένα δείγμα αερίου ηλίου στους 25 ° C συμπιέζεται από 200 cm3 έως 0.240 cm3. Η πίεση του είναι τώρα 3,00 cm Hg. Ποια ήταν η αρχική πίεση του ηλίου;
Λύση
Είναι πάντα μια καλή ιδέα να γράψετε τις τιμές όλων των γνωστών μεταβλητών, υποδεικνύοντας εάν οι τιμές είναι για αρχικές ή τελικές καταστάσεις. Νόμος του Boyle τα προβλήματα είναι ουσιαστικά ειδικές περιπτώσεις του νόμου περί ιδανικού αερίου:
Αρχική: P1 =?; V1 = 200 cm3; n1 = n; Τ1 = Τ
Τελικό: P2 = 3,00 cm Hg. V2 = 0,240 cm3; n2 = n; Τ2 = Τ
Π1V1 = nRT (Νόμος περί ιδανικού αερίου)
Π2V2 = nRT
λοιπόν, Ρ1V1 = Ρ2V2
Π1 = Ρ2V2/ V1
Π1 = 3,00 cm Hg x 0,240 cm3/ 200 cm3
Π1 = 3.60 χ 10-3 cm Hg
Παρατηρήσατε ότι οι μονάδες για την πίεση είναι σε cm Hg; Ίσως θελήσετε να το μετατρέψετε σε μια πιο κοινή μονάδα, όπως χιλιοστά υδραργύρου, ατμόσφαιρες ή πασκάλια.
3,60 χ 10-3 Hg χ 10 mm / 1 cm = 3,60 χ 10-2 mm Hg
3,60 χ 10-3 Hg χ 1 atm / 76,0 cm Hg = 4,74 χ 10-5 ΑΤΜ
Πηγή
- Levine, Ira N. (1978). Φυσική χημεία. Πανεπιστήμιο του Μπρούκλιν: McGraw-Hill.