Legea lui Boyle explicată cu o problemă de exemplu

Legea gazelor lui Boyle precizează că volumul unui gaz este invers proporțional cu presiunea gazului atunci când temperatura este menținută constantă. Chimistul anglo-irlandez Robert Boyle (1627-1691) a descoperit legea și pentru aceasta este considerat primul chimist modern. Acest exemplu de exemplu folosește legea lui Boyle pentru a găsi volumul de gaz atunci când presiunea se schimbă.

Problema exemplului legii lui Boyle

• Un balon cu un volum de 2,0 L este umplut cu un gaz la 3 atmosfere. Dacă presiunea este redusă la 0,5 atmosfere fără modificarea temperaturii, care ar fi volumul balonului?

Soluţie

Deoarece temperatura nu se schimbă, legea lui Boyle poate fi folosită. Legea gazelor Boyle poate fi exprimată ca:

• P_euV_eu = P_fV_f

Unde

• P_eu = presiunea inițială
• V_eu = volumul inițial
• P_f = presiunea finală
• V_f = volumul final

Pentru a găsi volumul final, rezolvați ecuația pentru V_f:

• V_f = P_euV_eu/ P_f
• V_eu = 2,0 L
• P_eu = 3 atm
• P_f = 0,5 atm
• V_f = (2,0 L) (3 atm) / (0,5 atm)
• V_f = 6 L / 0,5 atm
• V_f = 12 L

Răspuns

Volumul balonului se va extinde până la 12 L.

Mai multe exemple de Legea lui Boyle

Atâta timp cât temperatura și numărul de moli de gaz rămân constante, legea lui Boyle înseamnă dublarea presiunii unui gaz la jumătatea volumului său. Iată mai multe exemple ale legii lui Boyle în acțiune:

• Când pistonul de pe o seringă sigilată este împins, presiunea crește și volumul scade. Deoarece punctul de fierbere depinde de presiune, puteți folosi legea lui Boyle și o seringă pentru a face apa să fiarbă la temperatura camerei.
• Peștii de mare adâncime mor când sunt aduși din adâncuri la suprafață. Presiunea scade dramatic pe măsură ce sunt crescute, crescând volumul de gaze din sângele lor și vezicii urinare. În esență, peștele pop.
• Același principiu se aplică scafandrilor atunci când obțin „curbele”. Dacă un scafandru revine la suprafață prea repede, gazele dizolvate din sânge se extind și formează bule, care se pot bloca în capilare și organe.
• Dacă suflați bule sub apă, acestea se extind pe măsură ce se ridică la suprafață. O teorie despre de ce navele dispar în triunghiul Bermudelor se referă la legea lui Boyle. Gazele eliberate de pe malul mării se ridică și se extind atât de mult, încât devin în esență o bulă gigantică până când ajung la suprafață. Barcile mici cad în „găuri” și sunt înghițite de mare.