Boyle-Mariotteov zakon

Boyleov zakon (još poznat i kao Boyle-Mariotteov zakon) jedan je od zakona plina.

Povijest zakona

Ovaj zakon je nazvan po irskom znanstveniku i filozofu Robertu Boyleu (1627. - 1691.). Prvi put je izdan 1662. Zakon je nastao nakon suradnje s dvojicom kolga znanstvenika amatera, Richardom Towneleyem i Henryjem Powerom, koji su ga i otkrili. Ovo pravilo se nazvalo po Boyleu jer je on pokusima dokazao i u javnost iznio pravilnu teoriju svojih kolega.

Prema Robertu Guntheru i ostalim autoritetima u fizici toga doba, Robert Hooke, izumitelj primitivnoga mikroskopa, mogao je također značajno pridonijeti razvoju ovoga zakona, jer je bio napredniji matematičar od Boylea. Hooke je također pripremio vakuumske cijevi u svrhu pokusa. Francuski fizičar Edme Mariotte (1620. - 1684.) otkrio je isti zakon u približno isto vrijeme, pa se i u njegovu čast ovaj zakon ponekad zove Boyle-Mariotteov zakon. No, kako je već objašnjeno, Boyle je prvi dokazao teorijsku stranu ovoga pokusa, te je njegovo ime značajnije u ovom slučaju.

Formula

Boyleov zakon određuje da je umnožak obujma i tlaka jednak konstantnom idealnom plinu, pod uvjetom da je temperatura konstantna. Matematički zapis ove formule je:

$\qquad \qquad pV=k$

gdje:

• V je obujam plina
• p je tlak plina
• k je konstanta (vidi zabilješke)

Vrijednost k je izračunata iz mjerenja obujma i tlaka stalno iste količine plina. Nakon promjene u sustavu, najčešće prisilnom promjenom u obujmu cijevi koje sadrži istu količinu plina, novi obujam i novi tlak se mjere. Rezultat izračunoga umnoška novog tlaka i novog obujma bi trebali biti originalna vrijednost konstante k. Obujam V i tlak P su obrnuto proporcionalni: veći obujam znaći manji tlak, te manji obujam znači veći tlak.

U dvije formule ispod, očito je da su formule povezane jednakošću, a govore da se, uz stalno istu količinu plina i istu temperaturu mijenjaju obujam i tlak proporcionalno.

$\qquad p_{1}V_{1}=p_{2}V_{2}$

U praksi se ova jednadžba rješava na način da se iz jednadžbe ispod odredi učinak buduće promjene u drugoj jednadžbi. Npr.:

$\qquad p_{2}=p_{1}V_{1}/V_{2}$

Boyleov, Charlesov i Gay-Lussacov zakon tvore Zakon kombiniranih plinova. Ova tri zakona u kombinaciji s Avogadrovim zakonom čine zakon idealnog plina.

Zabilješke

Sve dok je temperatura konstantna i količina plina ograničena, a da su oboje uključeni u jednadžbu Boyleovog zakona, k je konstantna (konstanta).

Vidi još

• Gay-Lussacov zakon
• Charlesov zakon
• Daltonov zakon
• Avogadrov zakon

• Barotrauma