波义耳定律是什么?
这条法律是罗伯特·波义耳在1662年制定的。
在恒定温度下,一定质量的完美气体的绝对压力与其体积成反比。
你从中明白了什么吗?如果不是,让我们来理解这个说法意味着什么。它的意思是,如果我们有一个质量给定的完美气体,在恒定的温度下(即在气体状态变化的过程中温度保持不变),如果气体的压力增加大于气体体积减少,如果压力减少小于气体体积增加。所以结论是,在恒定温度下,完美气体的压强与体积成反比。
在数学上
这里的后缀1、2、3表示不同的条件集。
波义耳定律的例子
为了更清楚地理解这一定律,让我们举个例子。假设我们有一个气缸活塞布置系统,其中存在质量给定的完美气体,活塞可以在气缸内自由滑动。假设系统处于室温,初始压强和体积分别为P1和V1。现在开始逐渐把一些沙子放在活塞的上部。从这里你会看到,活塞上的力增加了压力就会把活塞往下推。活塞开始向下运动导致体积减小。这里压力的增加导致体积的减小。现在开始慢慢地去除沙子,因为我们在去除沙子,所以我们在减小气体的压力。这次我们看到活塞向上运动,气体的体积增加了。由此得出的结论是,随着气体压强的增加,气体体积减小,当气体压强减小时,气体体积增大。
在上面的例子中,如果我们计算每种情况下的PV值,我们将得到相同的答案,即20。
注意:由于系统是在室温下,所以系统的温度保持恒定(T = 298 K)在每一个状态变化。这就产生了一个困惑,当我们压缩气体时,温度是如何保持不变的,因为在压缩过程中,温度应该升高。是的,你的困惑是对的。当活塞逐渐压缩气体时,气体的温度升高,但额外增加的温度作为热量通过气缸的导电壁被排斥到周围环境。气体的温度保持不变。
上面的例子证明了波义耳定律的陈述。
图
波义耳定律的各种图如下: