Газовий закон Бойля

 

«Мардж, що сталося? – Запитав явно чимось стурбовану дружину Гомер Сімпсон, один з головних героїв популярного в Америці мультсеріалу «Сімпсони», коли подружжя летіли в літаку. – Ти голодна? У тебе гази? Це газ, так? Газ, чи не так? »Можливо, будь Гомер знайомий з законом Бойля, він би так не хвилювався. У 1662 р ірландський хімік Роберт Бойль вивчав зв’язок між тиском газу Р і його об’ємом V в посудині, підтримувати при постійній температурі. Бойль виявив, що твір тиску на об’єм залишається практично завжди постійним: PV = const.

Дія закону Бойля можна в загальних рисах побачити на прикладі ручного велосипедного насоса. Штовхаючи поршень, ви зменшуєте об’єм повітря в насосі, але збільшуєте тиск, який змушує повітря надходити в шину. Аеростат, наповнений газом на землі, на рівні моря, роздувається в міру підйому вгору і зменшення зовнішнього тиску. Коли ми дихаємо, ребра піднімаються і діафрагма скорочується, збільшуючи об’єм легенів і зменшуючи тиск, так що повітря надходить у легені. У певному сенсі закон Бойля підтримує наше життя при кожному нашому зітханні.

Закон Бойля точно описує поведінку ідеального газу, частинки якого не взаємодіють один з одним на відстані, пружно відбиваються від стінок посудини і мають зникаюче малі власні розміри. Реальні гази підпорядковуються закону Бойля при досить низькому тиску, і таке наближення виявляється часто цілком відповідним для практичних цілей. Аквалангісти знають закон Бойля – він пояснює, що відбувається з легенями, міський та компенсатором плавучості при зануренні або при підйомі на поверхню. Наприклад, якщо нирець занурюється, тиск зростає, змушуючи зменшуватися будь об’єм повітря. Нирець зауважує, що компенсатор плавучості підбурює повітря, а тиск повітря, що заповнює простір у внутрішньому вусі, стає менше зовнішнього. Для вирівнювання тисків і компенсації зменшення обсягу треба впустити повітря у вухо через євстахієвих труби.

Бойль, зрозумівши, що його результати можна пояснити, якщо припустити, що всі гази складаються з найдрібніших частинок, спробував сформулювати універсальну корпускулярну теорію хімії. У своїй книзі «Скептичний хімік» (1661) Бойль відкинув теорію Аристотеля про чотири елементи (земля, вода, повітря і вогонь) і розвинув концепцію первинних частинок, з’єднання яких утворюють корпускули речовини.

Посилання на основну публікацію