Закон на Бойл-Мариот
Законът на Бойл (наричан също закон на Мариоте и закон на Бойл-Мариот) е закон за идеалните газове.
Законът може да се формулира по следния начин:
За фиксирано количество идеален газ, съхраняван при фиксирана температура, P (налягане) и V (обем) са обратнопропорционални.
С други думи, обемът на идеален газ с постоянна маса при постоянна температура е обратно пропорционален на налягането, приложено върху него.
В символиката законът е следният:
P ∝ 1 V {\displaystyle P\propto {\frac {1}{V}}} 
или
P V = k {\displaystyle PV=k} 
където P е налягането на газа, V е обемът на газа, а k е константа.
За дадена маса газ при постоянна температура произведението от налягането и обема е константа. С намаляването на обема налягането пропорционално се увеличава и обратно. Например, когато налягането се намали наполовина, обемът се удвоява.
Да предположим, че имате резервоар, който съдържа определен обем газ при определено налягане. Когато намалите обема на резервоара, същият брой газови частици вече се съдържат в по-малко пространство. Следователно броят на сблъсъците се увеличава. Следователно налягането е по-голямо.
Представете си, че имате газ с определено налягане (P1) и обем (V1). Ако промените налягането до нова стойност (P2), обемът се променя до нова стойност (V2). Можем да използваме закона на Бойл, за да опишем и двете групи условия:
P 1 V 1 = k {\displaystyle P_{1}V_{1}=k} 
P 2 V 2 = k {\displaystyle P_{2}V_{2}=k} 
Константата k е една и съща и в двата случая, така че можем да кажем следното:
P 1 V 1 = P 2 V 2 {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}} 
Пример: Налягането на един газ е 3 атм, а обемът му е 5 литра. Ако налягането се намали до 2 атм, какъв е обемът?
P 1 V 1 = P 2 V 2 {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}}
V 2 = P 1 V 1 P 2 {\displaystyle V_{2}={\frac {P_{1}V_{1}}{P_{2}}}} 
V 2 = 3 ∗ 5 2 {\displaystyle V_{2}={\frac {3*5}{2}}} 
V 2 = 15 2 {\displaystyle V_{2}={\frac {15}{2}}} 
V 2 = 7,5 {\displaystyle V_{2}=7,5} 
∴ Обемът ще бъде 7,5 литра.
Законът е открит от Робърт Бойл през 1662 г., а след това и от Едме Мариоте през 1679 г.
Анимация, показваща връзката между налягането и обема.Количеството и температурата на газа са постоянни.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява законът на Бойл?
О: Законът на Бойл (наричан още закон на Мариот и закон на Бойл-Мариот) е закон за идеалните газове, който гласи, че за фиксирано количество идеален газ, поддържано при постоянна температура, налягането (Р) и обемът (V) са обратно пропорционални.
Въпрос: Как можем да изразим закона на Бойл математически?
О: Математически можем да изразим закона на Бойл като P ∝ 1/V или PV = k, където P е налягането на газа, V е обемът на газа, а k е константа.
Въпрос: Кой е открил този закон?
О: Законът е открит от Робърт Бойл през 1662 г., а след това независимо от него и от Едме Мариоте през 1679 г.
В: Какво означава, когато казваме, че P и V са обратно пропорционални?
О: Това означава, че с увеличаването на едното, другото намалява пропорционално - така че ако намалите обема на резервоар, съдържащ определено количество газ при определено налягане, то поради увеличените сблъсъци между частиците в резултат на това, че се намират в по-малко пространство, налягането ще се увеличи.
Въпрос: Как да използваме закона на Бойл, за да изчислим промените в налягането или обема?
О: Можем да използваме закона на Бойл, за да изчислим промените в налягането или обема, като използваме две уравнения - P1V1=k и P2V2=k - където k остава постоянно, докато P1/V1 или P2/V2 се променят в зависимост от това какво се опитвате да изчислите.
Въпрос: Можем ли да приложим този закон и за реални газове?
О: Не - това се отнася само за идеалните газове, тъй като между тях няма междумолекулни сили.
