温度が一定に保たれた場合、固定質量のガスの体積はその圧力に反比例します。
これは、ガスの圧力を上げると、その量は比例して減少し、逆も同様です。数学的には、これは次のように表現できます。
p₁v₁=p₂v₂
どこ:
* p₁ 初期圧力です
* v₁ 初期ボリュームです
* p₂ 最終的な圧力です
* v₂ 最終ボリュームです
重要な考慮事項:
* 一定温度: ボイルの法則は、ガスの温度が一定のままである場合にのみ適用されます。
* 質量を修正: ガスの質量も一定のままでなければなりません。
* 理想的なガス挙動: ボイルの法則は、実際のガスの挙動に適した近似ですが、低圧と高温ではより正確です。
例:
1気圧(ATM)の圧力で空気で満たされたバルーンと1リットルのボリュームがある場合、圧力を2 ATMに増加させると、バルーンの体積は0.5リットルに減少します。
アプリケーション:
ボイルの法律には、以下を含む多くの実用的なアプリケーションがあります。
* ダイビング: ダイバーは、ボイルの法律に注意する必要があります。
* 空気圧システム: 空気圧縮機やその他の空気圧システムは、空気を圧縮および拡張するためにボイルの法則に依存しています。
* 医療機器: ボイルの法則は、注射器や人工呼吸器などの医療機器の設計に使用されています。