Boyles lov
Boyles lov (også kaldet Mariotte-loven og Boyle-Mariotte-loven) er en lov om ideelle gasser.
Loven kan formuleres som følger:
For en fast mængde af en ideal gas ved en fast temperatur er P (tryk) og V (volumen) omvendt proportionale.
Med andre ord er volumenet af en konstant masse af en ideel gas ved en konstant temperatur omvendt proportional med det tryk, der påføres den.
I symboler er loven:
P ∝ 1 V {\displaystyle P\propto {\frac {1}{V}}}} 
eller
P V = k {\displaystyle PV=k} 
hvor P er gassens tryk, V er gassens volumen, og k er en konstant.
For en given gasmasse ved en konstant temperatur er produktet af tryk og volumen en konstant. Når volumenet falder, stiger trykket proportionalt og omvendt. Når trykket f.eks. halveres, fordobles volumenet.
Antag, at du har en tank, der indeholder en bestemt mængde gas ved et bestemt tryk. Når du mindsker tankens volumen, er det samme antal gaspartikler nu indeholdt i et mindre rum. Derfor stiger antallet af kollisioner. Derfor bliver trykket større.
Forestil dig, at du har en gas ved et bestemt tryk (P1) og volumen (V1). Hvis du ændrer trykket til en ny værdi (P2), ændres volumenet til en ny værdi (V2). Vi kan bruge Boyles lov til at beskrive begge sæt af forhold:
P 1 V 1 = k {\displaystyle P_{1}V_{1}=k} 
P 2 V 2 = k {\displaystyle P_{2}V_{2}=k} 
Konstanten k er den samme i begge tilfælde, så vi kan sige følgende:
P 1 V 1 = P 2 V 2 {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}}} 
Eksempel: En gas har et tryk på 3 atm og et volumen på 5 liter. Hvis trykket reduceres til 2 atm, hvad er så volumenet?
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} 
∴ Volumenet bliver 7,5 liter.
Loven blev fundet af Robert Boyle i 1662, og derefter uafhængigt af Edme Mariotte i 1679.
En animation, der viser sammenhængen mellem tryk og volumen.Gasens mængde og temperatur er konstante.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er Boyles lov?
A: Boyles lov (også kaldet Mariottes lov og Boyle-Mariotte-loven) er en lov om ideelle gasser, der siger, at for en fast mængde af en ideel gas, der holdes ved en konstant temperatur, er trykket (P) og volumen (V) omvendt proportionale.
Sp: Hvordan kan vi udtrykke Boyles lov matematisk?
Svar: Vi kan udtrykke Boyles lov matematisk som P ∝ 1/V eller PV = k, hvor P er gassens tryk, V er gassens volumen og k er en konstant.
Spørgsmål: Hvem opdagede denne lov?
Svar: Loven blev fundet af Robert Boyle i 1662 og derefter uafhængigt heraf af Edme Mariotte i 1679.
Spørgsmål: Hvad betyder det, når vi siger, at P og V er omvendt proportionale?
A: Det betyder, at når det ene stiger, falder det andet proportionalt - hvis man altså mindsker rumfanget af en beholder, der indeholder en bestemt mængde gas ved et bestemt tryk, vil trykket stige på grund af de øgede kollisioner mellem partiklerne, fordi de er mindre rumlige, fordi de er mindre, og trykket vil derfor stige.
Spørgsmål: Hvordan bruger vi Boyles lov til at beregne ændringer i tryk eller volumen?
A: Vi kan bruge Boyles lov til at beregne ændringer i enten tryk eller volumen ved hjælp af to ligninger - P1V1=k og P2V2=k - hvor k forbliver konstant, mens enten P1/V1 eller P2/V2 ændres afhængigt af, hvad du forsøger at beregne.
Spørgsmål: Kan vi også anvende denne lov på virkelige gasser?
Svar: Nej - den gælder kun for ideelle gasser, da de ikke har nogen intermolekylære kræfter mellem dem.
