Boylen laki

Animaatiossa osoitetaan paineen ja tilavuuden välinen riippuvuus, kun määrä ja lämpötila pysyvät vakiona.

Robert Boylen alkuperäinen havaintoaineisto ja Boylen laki.

Boylen laki on erikoistapaus yleisestä ideaalikaasujen tilanyhtälön laista. Boylen laki on 1600-luvulla eläneen irlantilaisen Robert Boylen todistama laki.

Tämä ideaalikaasujen periaate tunnetaan Ranskassa ja Saksassa myös nimellä Boyle-Mariotten laki.

Boylen lain mukaan lämpötilan (T) ollessa vakio kaasun paineen (p) ja tilavuuden (V) tulo on vakio:

$\!{p}{V}={\textrm {vakio}}$.

Eli isotermisissä olosuhteissa paineen muutos vaikuttaa käänteisesti kaasun tilavuuteen:

$p_{1}V_{1}=p_{2}V_{2}\!$.

Yhtälössä paineen ja tilavuuden tulolla on energian yksikkö, joule.

Esimerkki

Olkoon tutkittava ideaalikaasu aluksi astiassa, jonka tilavuus on $\scriptstyle V_{1}=10l$ ja kaasun paine $\scriptstyle p_{1}=100bar$. Kun siirretään kyseinen kaasumäärä 5 litran astiaan ($\scriptstyle V_{2}=5l$) ja kaasun lämpötila pysyy samana, voidaan kaasun paine $\scriptstyle p_{2}$ ratkaista yhtälöllä:

${\begin{aligned}p_{1}V_{1}&=p_{2}V_{2}\\\rightarrow p_{2}&={\frac {p_{1}V_{1}}{V_{2}}}\\&={\frac {100{\textrm {bar}}\cdot 10{\textrm {l}}}{5{\textrm {l}}}}\\&=200{\textrm {bar}}.\end{aligned}}$

Katso myös

• Ideaalikaasu
• Charlesin laki
• Avogadron laki
• Gay-Lussacin laki

Lähteet

• Journal of Applied Physiology, West, John B.: Robert Boyle’s landmark book of 1660 with the first experiments on rarified air

Aiheesta muualla

• Appletti Boylen lain koejärjestelystä: Boyles Law