Se intrappoli un campione di aria e lo misuri volume a diverso pressioni (costante temperatura), quindi è possibile determinare una relazione tra volume e pressione. Se fai questo esperimento, scoprirai che all'aumentare della pressione di un campione di gas, il suo volume diminuisce. In altre parole, il volume di un campione di gas a temperatura costante è inversamente proporzionale alla sua pressione. Il prodotto della pressione moltiplicato per il volume è una costante:
PV = k o V = k / P o P = k / V
dove P è pressione, V è volume, k è una costante e la temperatura e la quantità di gas sono mantenute costanti. Questa relazione si chiama Legge di Boyle, dopo Robert Boyle, che lo scoprì nel 1660.
Key Takeaways: problemi di chimica della legge di Boyle
- In poche parole, Boyle afferma che per un gas a temperatura costante, la pressione moltiplicata per il volume è un valore costante. L'equazione per questo è PV = k, dove k è una costante.
- A temperatura costante, se si aumenta la pressione di un gas, il suo volume diminuisce. Se si aumenta il volume, la pressione diminuisce.
- Il volume di un gas è inversamente proporzionale alla sua pressione.
- La legge di Boyle è una forma della legge del gas ideale. A temperature e pressioni normali, funziona bene con gas reali. Tuttavia, ad alta temperatura o pressione, non è un'approssimazione valida.
Problema di esempio lavorato
Le sezioni sul Proprietà generali dei gas e Problemi di legge sui gas ideali può anche essere utile quando si tenta di lavorare Problemi di legge di Boyle.
Problema
Un campione di gas elio a 25 ° C viene compresso da 200 cm3 a 0,240 cm3. La sua pressione è ora di 3,00 cm Hg. Qual era la pressione originale dell'elio?
Soluzione
È sempre una buona idea scrivere i valori di tutte le variabili conosciute, indicando se i valori sono per stati iniziali o finali. Legge di Boyle i problemi sono essenzialmente casi speciali della legge sul gas ideale:
Iniziale: P1 =?; V1 = 200 cm3; n1 = n; T1 = T
Finale: P2 = 3,00 cm Hg; V2 = 0,240 cm3; n2 = n; T2 = T
P1V1 = nRT (Legge sui gas ideali)
P2V2 = nRT
quindi, P1V1 = P2V2
P1 = P2V2/ V1
P1 = 3,00 cm Hg x 0,240 cm3/ 200 cm3
P1 = 3,60 x 10-3 cm Hg
Hai notato che le unità per la pressione sono in cm Hg? Potresti voler convertire questo in un'unità più comune, come millimetri di mercurio, atmosfere o pascal.
3,60 x 10-3 Hg x 10mm / 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 ATM
fonte
- Levine, Ira N. (1978). Chimica fisica. Università di Brooklyn: McGraw-Hill.