Kiến thức Phổ thông

Định luật Boyle: Thể tích của một khối khí tỉ lệ nghịch với áp suất của nó

Định luật Boyle là một trường hợp đặc biệt của luật khí lý tưởng . Định luật này chỉ áp dụng cho các khí lý tưởng được giữ ở nhiệt độ không đổi , chỉ cho phép thay đổi thể tích và áp suất .

Công thức Định luật Boyle

Định luật Boyle được biểu thị là:  P i V i = P f V f

trong đó

  • P i = áp suất ban đầu
  • V i = thể tích ban đầu
  • P f = áp suất cuối cùng
  • V f = thể tích cuối cùng

Vì nhiệt độ và lượng khí không thay đổi, các thuật ngữ này không xuất hiện trong phương trình. Định luật Boyle có nghĩa là khối lượng khí có tỷ lệ nghịch với áp suất của nó. Mối quan hệ tuyến tính giữa áp suất và thể tích này có nghĩa là tăng gấp đôi thể tích của một khối khí đã cho làm giảm một nửa áp suất.

Điều quan trọng là phải nhớ các đơn vị cho các điều kiện ban đầu và cuối cùng là như nhau. Không bắt đầu với pound và inch khối cho các đơn vị áp suất và thể tích ban đầu và mong muốn tìm thấy pascal và lít mà không cần chuyển đổi các đơn vị đầu tiên. Có hai cách phổ biến khác để thể hiện công thức cho Định luật Boyle. Theo định luật này, ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất và thể tích là một hằng số: PV = c hoặc là P 1 / V

Ví dụ về Định luật Boyle

Thể tích 1 L của khí ở áp suất 20 atm. Một van cho phép khí chảy vào bình chứa 12 L, kết nối hai bình chứa. Áp suất cuối cùng của khí này là gì? Một nơi tốt để bắt đầu vấn đề này là viết ra công thức cho Định luật Boyle và xác định các biến bạn biết và biến nào vẫn được tìm thấy.

Công thức là: P 1 V 1 = P 2 V 2

Bạn biết:

Áp suất ban đầu P 1 = 20 atm

Thể tích ban đầu V 1 = 1 L

Thể tích cuối cùng V 2 = 1 L + 12 L = 13 L

Áp suất cuối cùng P 2 = biến cần tìm: P 1 V 1 = P 2 V 2

Chia cả hai vế của phương trình cho V 2 cho bạn: P 1 V 1 / V 2 = P 2

Điền vào các số:

(20 atm) (1 L) / (13 L) = áp suất cuối cùng

Áp suất cuối cùng = 1,54 atm (không phải là số chính xác của các số liệu quan trọng, chỉ để bạn biết)

Sự kiện Định luật Boyle thú vị

  • Định luật Boyle là định luật vật lý đầu tiên được viết dưới dạng phương trình mô tả sự phụ thuộc của hai biến. Trước đó, một biến là tất cả những gì bạn có.
  • Luật của Boyle còn được gọi là Định luật Boyle-Mariotte hoặc luật của Mariotte. Anh-Ailen Boyle đã công bố luật của mình vào năm 1662, nhưng nhà vật lý người Pháp Edme Mariotte đã đưa ra mối quan hệ tương tự một cách độc lập vào năm 1679.
  • Mặc dù định Định luật Boyle mô tả hành vi của một loại khí lý tưởng, nó có thể được áp dụng cho các loại khí thực ở nhiệt độ thường và áp suất thấp (thông thường). Khi nhiệt độ và áp suất tăng, các khí bắt đầu lệch khỏi mọi biến thể của định luật khí lý tưởng.
  • Định luật Boyle không phải là trường hợp đặc biệt duy nhất của luật khí lý tưởng. Hai luật phổ biến khác là luật  Charles (áp lực không đổi) và luật của Gay-Lussac (khối lượng không đổi).
Chủ đề xuất hiện trong bài viết
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker