67.002 7258

Amit mi Boyle‑Mariotte‑tövény néven emlegetünk, az angol nyelvterületen Boyle's Law néven fut.

a)  Mit mond ki a Boyle‑Mariotte‑törvény?

Állandó anyagmennyiségú \(\left(n=\mathrm{áll.}\right)\), emiatt állandó tömegű \(\left(m=\mathrm{áll.}\right)\), azaz "bezárt" gáz nyomásának és térfogatának szorzata állandó hőmérséklet \(\left(T=\mathrm{áll.}\right)\) esetén állandó, azaz konstans:

\[p\cdot V=\mathrm{konst.}\]

Ugyanez részletesen kiírva két (1‑es illetve 2‑es) állapotra:

\[p_1\cdot V_1=p_2\cdot V_2\]

Másképp fogalmazva: adott mennyiségű, állandó hőmérsékletű gáz nyomásának és térfogatának szorzata állandó; a nyomás és a térfogat fordítottan arányosak.

b)  Hogyan jelenik meg a Boyle‑Mariotte‑törvény a \(p\thinspace \unicode{x2013}\thinspace V\) diagramon?

A \(p\) nyomás és a \(V\) térfogat fordítottan arányososak. Márpedig ha két mennyiség fordítottan arányos, akkor őket derékszögű koordinátaremdszerben egymás függvényében ábrázolva egy hiperolát kapunk:

c)  Milyen esetekben (milyen feltételek teljesülése esetén) érvényes a Boyle‑Mariotte‑törvény?

A gáztörvények annál inkább igazak, minél inkább "ideális"-nak tekinthető a gáz, vagyis minél inkább teljesülnek az alábbiak:

  • a molekulák kellően "ritkásan" vannak (a gázmolekulák össztérfogata elhanyagolhatóan kicsi a gáz által betöltött térfogathoz képest)
  • a hőmérséklet kellően magas (emaitt a molekulák mozgási energiája mellett a molekulák közötti erők kölcsönhatási energiája elhanyagolhatóan kicsi)

(Ezt részletesebben a 69. leckében, a kinetikus gázlméletben fogjuk tárgyalni.)