La Законът на Бойл той е открит от Робърт Бойл през XNUMX-ти век и положи основите за обяснение на връзката между налягането и обема, присъстващи в газовете. Чрез поредица от експерименти той успява да покаже, че ако температурата е постоянна, газът намалява обема си, когато е подложен на по-голямо налягане, и увеличава обема, ако налягането се намалява.
В тази статия ще ви кажем всичко, което трябва да знаете за закона на Бойл, неговите характеристики и значението му.
ключови характеристики
През 1662 г. Робърт Бойл открива, че налягането, упражнявано върху газ, е обратно пропорционално на неговия обем и брой молове при постоянна температура. С други думи, ако налягането, приложено към газ, се удвои, същият газ ще бъде компресиран и обемът му ще намалее наполовина. Това откритие е фундаментално за разбирането на съвременна химия.
С увеличаването на обема на контейнера, съдържащ газа, разстоянието, което частиците трябва да изминат, преди да се сблъскат със стените на контейнера, също се увеличава. Това увеличаване на разстоянието позволява честотата на ударите да намалее, така че налягането върху стената е по-малко от преди, когато обемът е бил по-малък.
Законът на Бойл е открит за първи път през 1662 г. от Робърт Бойл. Едме Мариот беше друг учен, който мислеше и стигна до същите заключения като БойлМариот обаче публикува работата си едва през 1676 г. Ето защо в много книги намираме този закон, наречен Закон на Бойл и Мариот Законът на Бойл-Мариот, известен също като Закон на Матът, разработен от британския физик и химик Робърт. Той е формулиран независимо от Бойл и френския физик и ботаник Едме Матут.
Той се отнася до един от законите, които свързват обема и налягането на газ с определено количество газ, поддържано при постоянна температура. Законът на Бойл гласи следното: Налягането, упражнявано от сила, е физически обратно пропорционално на обема на газообразното вещество, докато температурата му остава постоянна. Или по-просто можем да го тълкуваме като: при по-висока постоянна температура обемът на фиксирана маса газ е обратно пропорционален на постоянното налягане, което упражнява.
Експерименти и приложения на закона на Бойл
За да докаже теорията на закона на Бойл, Мариот отговаряше за вкарването на газ в цилиндър с бутало и успя да провери различните налягания, които се създават при спускането на буталото. От този експеримент се заключава, че с увеличаване на обема налягането намалява.
Законът на Бойл има много приложения в съвременния живот, включително гмуркане, например. Това е така, защото гмуркачът трябва да изхвърли въздуха от дробовете си, когато се издига, тъй като той се разширява, когато налягането намалява. Ако не го направите, това може да причини увреждане на тъканите. Този принцип е основен за разбирането как работят законите за газа и тяхното приложение при гмуркане.
Намира се във всяко оборудване, което използва или работи с пневматична енергия, като например роботизирани ръце, които използват компоненти като пневматични бутала, задвижващи механизми, регулатори на налягане и предпазни клапани. Освен това тези приложения са дълбоко свързани с откритията на други учени, като напр Робърт Хук.
Бензиновите, природните газови и дизеловите двигатели също използват закона на Бойл по време на вътрешно горене, тъй като първият път, когато въздухът навлезе в цилиндъра с достатъчен обем и налягане, вторият път той намалява обема с увеличаване на налягането. Това явление илюстрира как свойствата на газовете са от решаващо значение за функционирането на двигателите, което е свързано с Разследванията на Кавендиш върху физическото поведение на газовете.
Автомобилите имат системи за въздушни възглавници, които работят, като изхвърлят определено количество въздух или газ от камера, която достига външната въздушна възглавница, където налягането намалява и обемът се увеличава при поддържане на постоянна температура.
Законът на Бойл е много важен днес, защото той е този, който ни говори и обяснява поведението на газовете. Това определено обяснява, че налягането и обемът на газа са обратно пропорционални един на друг. Следователно, когато се приложи налягане към газ, неговият обем намалява и налягането му се увеличава.
идеален газов модел
Законът на Бойл-Мариот се прилага за така наречените идеални газове, теоретичен модел, който значително опростява поведението на всеки газ, като се приема:
- газови молекули те са толкова малки, че не е необходимо да се мисли за техния размер, особено като се има предвид, че това е много по-малко от разстоянието, което изминават.
- Освен това, молекулите почти не взаимодействат, освен когато се сблъскат много за кратко и когато се сблъскат, сблъсъкът е еластичен, така че и импулсът, и кинетичната енергия се запазват.
- И накрая, да предположим, че тази кинетична енергия е пропорционална на температурата на газообразната проба, т.е. колкото по-разбъркани са частиците, толкова по-висока е температурата.
Леките газове, независимо от тяхната идентичност, следват тези указания много стриктно при стандартни условия на температура и налягане (т.е.: 0ºC и атмосферно налягане (1 атмосфера). За тези газове законът на Бойл-Мариот описва тяхното поведение много точно. .
Тъй като P∙V е постоянен при дадена температура, ако налягането на газа се промени, обемът се променя, така че продуктът да остане същият, така че в две различни състояния 1 и 2, равенството може да се изрази по следния начин:
P1∙V1 = P2∙V2
След това, като знаете едно състояние плюс променлива от другото състояние, можете да знаете липсващата променлива, като я премахнете от закона на Бойл-Мариот.
История на закона на Бойл
британски химик. Пионер в експериментите в областта на химията, особено в свойствата на газовете,
Тезата на Робърт Бойл за поведението на материята на ниво частици е предшественик на съвременната теория за химичните елементи. Той също така е член-основател на Лондонското кралско общество.
Робърт Бойл е роден в благородно семейство в Ирландия и посещава най-добрите английски и европейски училища. От 1656 до 1668 г. той служи като асистент на Робърт Хук в Оксфордския университет, като си сътрудничи с него в поредица от експерименти, които определят физическите свойства на въздуха и как той гори, диша и предава звук.
Резултатите от тези приноси бяха събрани в техния «Нови физико-механични експерименти върху еластичността на въздуха и неговите ефекти» (1660 г.). Във второто издание на тази работа (1662 г.) той разкрива известното свойство на газовете, закона на Бойл-Мариот, който гласи, че обемът, зает от газ при постоянна температура, е обратно пропорционален на неговото налягане. Днес е известно, че този закон е изпълнен само когато се приеме теоретичното идеално поведение на газовете.