Lei de Boyle

A lei de Boyle (tamén coñecida como lei de Boyle-Mariotte) é unha das leis dos gases ideais. Establece que o volume é inversamente proporcional á presión, a unha temperatura constante dentro dun sistema pechado.^[1] Foi enunciada por Robert Boyle en 1662.^[2]

Boyle investigou en 1662 a relación entre a presión (P) e o volume (V) dos gases e atopou que para unha cantidade fixa mantida a unha presión constante ,P e V son inversamente proporcionais ${\displaystyle \qquad \qquad PV=k}$

Onde k é unha constante, se a temperatura e a masa do gas fican constantes.

Cando aumenta a presión, o volume baixa, mentres que se a presión diminúe, o volume aumenta. Non é necesario coñecer o valor exacto da constante ${\displaystyle k\,}$ para poder facer uso da lei se consideramos dúas situacións, como está representado no debuxo, pois mantendo constante a cantidade de gas e a temperatura, deberá cumprirse a relación:

${\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}\,}$

onde:

${\displaystyle P_{1}=Presi{\acute {o}}n\ inicial\,}$

${\displaystyle P_{2}=Presi{\acute {o}}n\ final\,}$

${\displaystyle V_{1}=Volume\ inicial\,}$

${\displaystyle V_{2}=Volume\ final\,}$

De certo, a lei de Boyle, cúmprese só de xeito aproximado nos gases reais, xa que as moléculas do gas exercen forzas entre si, as desviacións da lei aproxímanse a cero no límite da densidade cero (cando a presión é cero ou cando a temperatura é infinita) xa que as moléculas do gas están infinitamente separadas unha da outra e as forzas entre as moléculas quedan anuladas. Polo tanto no límite de densidade cero o gas faise ideal.

Esta relación entre a presión e o volume foi notada por primeira vez por dous científicos afeccionados, Richard Towneley e Henry Power. Boyle confirmouno a través de experimentos e publicou os resultados. Segundo Robert Gunther e outras autoridades, foi o axudante de Boyle, Robert Hooke, quen construíu os aparatos do experimento. O físico francés Edme Mariotte (1620–1684) descubriu a mesma lei independentemente en 1676, pero Boyle xa a tiña publicada. Por isto a lei pode ser chamada lei de Mariotte ou lei de Boyle–Mariotte. Máis tarde, en 1687 na Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Newton demostrou matematicamente que se un fluído elástico consistente en partículas en repouso, entre os que hai forzas repulsivas inversamente proporcionais, a densidade sería directamente proporcional á presión,^[3] pero este tratado matemático non é a explicación física para as relacións observadas. No lugar dunha teoría estática, precisábase unha teoría cinética, que foi provida dous séculos despois por Maxwell e Boltzmann.

• Lei dos gases ideais
• Lei de Charles
• Lei de Gay-Lussac
• Lei de Avogadro
• Lei de Graham
• Gas
• Gas ideal

• Animação da Lei de Boyle-Mariotte