Boyles lag
Boyles lag (även kallad Mariottes lag och Boyle-Mariottes lag) är en lag om idealgaser.
Lagen kan formuleras på följande sätt:
För en fast mängd av en idealgas som hålls vid en fast temperatur är P (tryck) och V (volym) omvänt proportionella.
Med andra ord är volymen av en konstant massa av en idealgas vid en konstant temperatur omvänt proportionell mot det tryck som läggs på den.
I symboler är lagen:
P ∝ 1 V {\displaystyle P\propto {\frac {1}{V}}} 
eller .
P V = k {\displaystyle PV=k} 
där P är gasens tryck, V är gasens volym och k är en konstant.
För en given gasmassa vid en konstant temperatur är produkten av trycket och volymen en konstant. När volymen minskar ökar trycket proportionellt och vice versa. När trycket till exempel halveras fördubblas volymen.
Antag att du har en tank som innehåller en viss volym gas vid ett visst tryck. När du minskar tankens volym finns samma antal gaspartiklar i ett mindre utrymme. Därför ökar antalet kollisioner. Därför blir trycket högre.
Föreställ dig att du har en gas vid ett visst tryck (P1) och en viss volym (V1). Om du ändrar trycket till ett nytt värde (P2) ändras volymen till ett nytt värde (V2). Vi kan använda Boyles lag för att beskriva båda dessa förhållanden:
P 1 V 1 = k {\displaystyle P_{1}V_{1}=k} 
P 2 V 2 = k {\displaystyle P_{2}V_{2}=k} 
Konstanten k är densamma i båda fallen, så vi kan säga följande:
P 1 V 1 = P 2 V 2 {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}}} 
Exempel: En gas har ett tryck på 3 atm och en volym på 5 liter. Om trycket minskas till 2 atm, hur stor är då volymen?
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} 
∴ Volymen blir 7,5 liter.
Lagen hittades av Robert Boyle 1662 och därefter oberoende av Edme Mariotte 1679.
En animation som visar förhållandet mellan tryck och volym.Gasens mängd och temperatur är konstanta.
Frågor och svar
F: Vad är Boyles lag?
S: Boyles lag (även kallad Mariottes lag och Boyle-Mariottes lag) är en lag om idealgaser som säger att för en fast mängd av en idealgas som hålls vid en konstant temperatur är trycket (P) och volymen (V) omvänt proportionella.
F: Hur kan vi uttrycka Boyles lag matematiskt?
S: Vi kan uttrycka Boyles lag matematiskt som P ∝ 1/V eller PV = k, där P är gasens tryck, V är gasens volym och k är en konstant.
F: Vem upptäckte denna lag?
Svar: Lagen upptäcktes av Robert Boyle 1662 och därefter oberoende av Edme Mariotte 1679.
F: Vad betyder det när vi säger att P och V är omvänt proportionella?
S: Det betyder att när den ena parten ökar, minskar den andra proportionellt - om du minskar volymen i en tank som innehåller en viss mängd gas vid ett visst tryck, kommer trycket att öka på grund av ökade kollisioner mellan partiklar till följd av att de befinner sig i mindre utrymme.
F: Hur använder vi Boyles lag för att beräkna förändringar i tryck eller volym?
S: Vi kan använda Boyles lag för att beräkna förändringar i antingen tryck eller volym genom att använda två ekvationer - P1V1=k och P2V2=k - där k förblir konstant medan antingen P1/V1 eller P2/V2 ändras beroende på vad du försöker beräkna.
F: Kan vi tillämpa denna lag även på verkliga gaser?
S: Nej - denna lag gäller endast för ideala gaser eftersom de inte har några intermolekylära krafter mellan dem.
