Hvis du fælder en prøve af luft og måler dens bind på forskellige pres (konstant temperatur), så kan du bestemme en forbindelse mellem volumen og tryk. Hvis du udfører dette eksperiment, vil du opdage, at når trykket i en gasprøve øges, falder dens volumen. Med andre ord er volumenet af en gasprøve ved konstant temperatur omvendt proportional med dens tryk. Produktet af trykket ganget med lydstyrken er en konstant:
PV = k eller V = k / P eller P = k / V
hvor P er tryk, V er volumen, k er en konstant, og temperaturen og mængden af gas holdes konstant. Dette forhold kaldes Boyle's Law, efter Robert Boyle, der opdagede det i 1660.
Key takeaways: Boyle's Law Chemistry Problemer
- Enkelt sagt siger Boyle's, at for en gas ved konstant temperatur er trykket ganget med volumen en konstant værdi. Ligningen herfor er PV = k, hvor k er en konstant.
- Ved konstant temperatur, hvis du øger trykket på en gas, falder dens volumen. Hvis du øger dens volumen, falder trykket.
- Volumen af en gas er omvendt proportional med dens tryk.
- Boyle's lov er en form for den ideelle gaslov. Ved normale temperaturer og tryk fungerer det godt for ægte gasser. Ved høj temperatur eller tryk er det imidlertid ikke en gyldig tilnærmelse.
Arbejdet eksempel Problem
Sektionerne på Generelle egenskaber ved gasser og Ideelle gaslovsproblemer kan også være nyttigt, når du prøver at arbejde Boyle's Law problemer.
Problem
En prøve af heliumgas ved 25 ° C komprimeres fra 200 cm3 til 0,240 cm3. Dens tryk er nu 3,00 cm Hg. Hvad var det originale tryk fra helium?
Løsning
Det er altid en god ide at nedskrive værdierne for alle kendte variabler, der angiver, om værdierne er til start- eller sluttilstande. Boyle's Law problemer er i det væsentlige specielle tilfælde af den ideelle gaslov:
Initial: P1 =?; V1 = 200 cm3; n1 = n; T1 = T
Final: P2 = 3,00 cm Hg; V2 = 0,240 cm3; n2 = n; T2 = T
P1V1 = nRT (Ideel gaslov)
P2V2 = nRT
ja, P1V1 = P2V2
P1 = P2V2/ V1
P1 = 3,00 cm Hg x 0,240 cm3/ 200 cm3
P1 = 3,60 x 10-3 cm Hg
Bemærkede du, at enhederne for trykket er i cm Hg? Du ønsker måske at konvertere dette til en mere almindelig enhed, såsom millimeter kviksølv, atmosfærer eller pascaler.
3,60 x 10-3 Hg x 10 mm / 1 cm = 3,60 x 10-2 mm Hg
3,60 x 10-3 Hg x 1 atm / 76,0 cm Hg = 4,74 x 10-5 Pengeautomat
Kilde
- Levine, Ira N. (1978). Fysisk kemi. University of Brooklyn: McGraw-Hill.