Ако хванете проба въздух и я измервате сила на звука при различни налягания (постоянен температура), тогава можете да определите съотношение между обем и налягане. Ако направите този експеримент, ще установите, че с увеличаването на налягането на газова проба, нейният обем намалява. С други думи, обемът на газова проба при постоянна температура е обратно пропорционален на нейното налягане. Продуктът от налягането, умножено по обема, е константа:
PV = k или V = k / P или P = k / V
където P е налягане, V е обем, k е константа, а температурата и количеството на газа са постоянни. Тази връзка се нарича Законът на Бойл, след Робърт Бойл, който го открива през 1660г.
Ключови заведения: проблеми на химията на закона на Бойл
- Най-просто казано, Бойл твърди, че за газ при постоянна температура налягането, умножено по обем, е постоянна стойност. Уравнението за това е PV = k, където k е константа.
- При постоянна температура, ако увеличите налягането на газ, неговият обем намалява. Ако увеличите обема му, налягането намалява.
- Обемът на газ е обратно пропорционален на неговото налягане.
- Законът на Бойл е форма на Закона за идеалния газ. При нормални температури и налягания работи добре за истински газове. При висока температура или налягане обаче това не е валидно приближение.
Пример за работа
Разделите на Общи свойства на газовете и Проблеми с идеалния газ може да бъде полезен и при опит за работа Проблеми със закона на Бойл.
проблем
Проба от хелиев газ при 25 ° С се компресира от 200 cm3 до 0,240 cm3. Налягането му сега е 3,00 см Hg. Какво беше първоначалното налягане на хелия?
Решение
Винаги е добра идея да запишете стойностите на всички известни променливи, като посочите дали стойностите са за начално или крайно състояние. Законът на Бойл проблемите са по същество специални случаи на Закона за идеалния газ:
Първоначално: P1 =?; V1 = 200 cm3; н1 = n; T1 = T
Финал: P2 = 3,00 см Hg; V2 = 0,240 cm3; н2 = n; T2 = T
P1V1 = nRT (Закон за идеалния газ)
P2V2 = nRT
така, P1V1 = P2V2
P1 = P2V2/ V1
P1 = 3.00 cm Hg x 0.240 cm3/ 200см3
P1 = 3,60 х 10-3 cm Hg
Забелязахте ли, че единиците за налягането са в cm Hg? Можете да преобразувате това в по-често срещана единица, като милиметри живак, атмосфера или паскали.
3,60 х 10-3 Hg x 10mm / 1 cm = 3.60 x 10-2 mm Hg
3,60 х 10-3 Hg x 1 атм / 76,0 см. Hg = 4,74 x 10-5 банкомат
източник
- Левайн, Ира Н. (1978). Физическа химия. Университет в Бруклин: McGraw-Hill.