Σχέση μεταξύ του όγκου και της πίεσης ενός αερίου;

Η σχέση μεταξύ του όγκου και της πίεσης ενός αερίου είναι αντιστρόφως αναλογική , που σημαίνει ότι καθώς αυξάνεται, ο άλλος μειώνεται, υποθέτοντας ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή. Αυτή η σχέση περιγράφεται από τον νόμο του Boyle .

Νόμος του Boyle:

* Δήλωση: Σε σταθερή θερμοκρασία, ο όγκος μιας δεδομένης μάζας αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη με την πίεση του.

* Μαθηματική εξίσωση: P₁v₁ =p₂v₂

* P₁ =αρχική πίεση

* V₁ =αρχικός όγκος

* P₂ =τελική πίεση

* V₂ =τελικός τόμος

Επεξήγηση:

Φανταστείτε ένα δοχείο με μόρια αερίου μέσα. Όταν μειώνετε τον όγκο του δοχείου (για παράδειγμα, πιέζοντας ένα έμβολο προς τα κάτω), τα μόρια αερίου έχουν λιγότερο χώρο για να μετακινηθούν. Αυτό σημαίνει ότι συγκρούονται με τους τοίχους του δοχείου συχνότερα και με μεγαλύτερη δύναμη, με αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης. Αντίθετα, εάν αυξήσετε τον όγκο, τα μόρια έχουν περισσότερο χώρο για να κινηθούν, οδηγώντας σε λιγότερες συγκρούσεις και μειωμένη πίεση.

Σημαντική σημείωση:

* Ο νόμος του Boyle ισχύει μόνο για τα ιδανικά αέρια, τα οποία είναι θεωρητικά αέρια που συμπεριφέρονται σύμφωνα με ορισμένες υποθέσεις. Τα πραγματικά αέρια αποκλίνουν από την ιδανική συμπεριφορά σε υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.

* Η θερμοκρασία πρέπει να παραμείνει σταθερή για να ισχύει ο νόμος του Boyle.

Παράδειγμα:

Εάν διπλασιάσετε την πίεση ενός αερίου, ο όγκος του θα μειωθεί κατά το ήμισυ. Εάν μειώσετε την πίεση στο ένα τρίτο, ο όγκος θα τριπλασιαστεί.

Εφαρμογές πραγματικού κόσμου:

* καταδύσεις: Οι δύτες πρέπει να κατανοήσουν το νόμο του Boyle επειδή η πίεση αυξάνεται καθώς πηγαίνουν βαθύτερα, προκαλώντας τον όγκο του αέρα στους πνεύμονες να μειωθούν.

* δοχεία αεροζόλ: Όταν πιέζετε προς τα κάτω στη βαλβίδα ενός αεροζόλ, μειώνετε τον όγκο του δοχείου, αυξάνοντας την πίεση και εξαναγκάζοντας τα περιεχόμενα.

* καιρός: Ο νόμος του Boyle βοηθά τους μετεωρολόγους να κατανοήσουν την κίνηση των μαζών αέρα και τον σχηματισμό των καιρικών συνθηκών.