Boyles Gesetz: Definition, Formeln, Anwendungen und Beispiele für Probleme
Boyles Gesetz: Definition, Formeln, Anwendungen und Beispiele für Probleme - In dieser Diskussion werden wir das Gesetz von Boyle erläutern. Dazu gehören die Bedeutung des Boyle-Gesetzes, die Boyle-Gesetzformel, die Anwendung des Boyle-Gesetzes und Beispiele für Fragen aus dem Boyle-Gesetz, die ausführlich und kurz diskutiert werden. Weitere Einzelheiten finden Sie in der folgenden Rezension.
Boyles Gesetz: Definition, Formeln, Anwendungen und Beispiele für Probleme
Lassen Sie uns zunächst die Bedeutung von Boyles Gesetz besprechen.
Boyles Gesetzesdefinition
Das Boylesche Gesetz ist eines der Gesetze der Physik, das die Beziehung zwischen Druck und Volumen in einem Gas erörtert. Robert Boyle war der Erfinder des Boyle-Gesetzes (1627–1691). Er führte eine Studie durch, um den Zusammenhang zwischen Druck und Gasvolumen bei konstanter Temperatur herauszufinden. Robert Boyle fand bei seinen Forschungen heraus, dass das Produkt aus Druck und Gasvolumen in einem begrenzten Raum konstant ist.
Laut Wikipedia ist eine andere Definition des Boyle-Gesetzes eines von vielen chemischen Gesetzen und ein Sonderfall eines idealen chemischen Gesetzes. Bleibt die Temperatur in einem geschlossenen System konstant, erklärt das Boylesche Gesetz den umgekehrten Zusammenhang zwischen absolutem Druck und Luftvolumen.
Das von Robert Boyle entdeckte Boyle-Gesetz untersucht die Auswirkung des Drucks auf das Volumen eines Gases bei konstanter Temperatur. Robert Boyles Aussage heißt Boyles Gesetz und lautet:
„Bei konstanter Temperatur ist der Druck eines Gases in einem geschlossenen Raum umgekehrt proportional zu seinem Volumen.“
Im Alltag stoßen wir oft auf Beispiele für Werkzeuge, die auf dem Boyleschen Gesetz basieren, darunter Fahrradpumpen, Spritzen und so weiter.
Formel des Boyleschen Gesetzes
Nach dem Gesetz von Boyle bedeutet dies, dass das Produkt aus Druck und Volumen des Gases in einem begrenzten Raum bei konstanten Gastemperaturbedingungen konstant (fest) ist.
Die obige Aussage, wenn sie in die Formel geschrieben wird, nämlich:
P.V = C
Wobei C eine feste Zahl (Konstante) ist. Wenn sich der Druck ändert und sich auch die Gasmenge ändert, kann die obige Formel wie folgt geschrieben werden:
P1. V1 = P2. V2
Unter der Bedingung:
P1 = anfänglicher Gasdruck (atm.cm Hg, N/m2, Pa)
P2 = Endgasdruck (atm, cm Hg, N/m2, Pa)
V1 = anfängliches Gasvolumen (m3, cm3)
V2 = Endgasvolumen (m3, cm3)
Boyles Gesetz gilt nur, wenn:
- Die Temperatur des Gases ist fest oder konstant
- Das Gas befindet sich in einem geschlossenen Raum
- Keine chemische Reaktion
- Der Gaszustand ändert sich nicht
Anwendung des Boyle-Gesetzes
Das Boylesche Gesetz wird auf das Funktionsprinzip der Pumpe angewendet. Eine Pumpe ist ein Werkzeug zum Transport von Gas/Flüssigkeit. Nach diesem Funktionsprinzip ist die Pumpe in zwei Teile unterteilt, nämlich die Saugpumpe und die Druckpumpe.
Nach dem Einatmen erhöht sich die Luftmenge in der Pumpe und es kann keine Luft in den Reifen gelangen, da die Luft durch ein Ventil (Entlüftung) aus Gummi eindringen muss.
Wenn auf das Einlassloch gedrückt wird, verringert sich die Luftmenge in der Pumpe und aufgrund des erhöhten Drucks kann Luft durch den Belüftungsschlauch in den Reifen gelangen. Ähnliche Geräte, die das Gesetz von Boyle anwenden, sind Spritzen, Pipetten, Druckpumpen und Wasserpumpen.
Beispiel für das Problem des Boyleschen Gesetzes
Das Folgende ist ein Beispiel für ein Problem bezüglich des Boyle-Gesetzes:
1. In der geschlossenen Kammer befindet sich Gas mit einem Volumen von 200 ml. Wenn der Raumdruck 60 cmHg beträgt, dann berechnen Sie den Gasdruck im Raum mit einem Volumen von 150 ml?
Fertigstellung:
Ist bekannt:
V1 = 200 ml
P1 = 60 cmHg
V2 = 150 ml
fragte: P2…?
Antwort:
Der Gasdruck in einem Raum mit einem Volumen von 250 ml beträgt nach dem Gesetz von Boyle 80 cmHg.
2. In einem geschlossenen Raum mit einem Volumen von 0,2 m3, der mit Gas gefüllt ist, wenn der Druck auf 80.000 Pa erhöht wird?
Fertigstellung:
Ist bekannt:
P1 = 60.000 Pa
V1 = 0,2m3
P2 = 80.000 PaAsk: V2…?
Antwort:
P1V1=P2 V2
V2 = (P1 V1): P2
V2 = (60.000 x 0,2): 80.000
V2 = 1,2/8
V2 = 0,15 m3 Das Gasvolumen beträgt also 0,15 M3
3. Zum Boyleschen Gesetz, S. V = k, k hat Dimensionen …
A Leistung
B. Geschäft
C. Linear Momentum
D. Temperatur
E. Federkonstante
Antwort: B
Diskussion :
Ist bekannt: V.p = k
fragte: k = …?
Antwort :
p.s. V = k
k = p. V = (m³)
k = N.m = Joule
Das Joule ist die Einheit der Arbeit. k hat also eine geschäftliche Dimension.
4. Zu den folgenden Dingen, die keine Bedingung für das Eintreten des Boyle-Gesetzes sind, gehören...
A Feste Temperatur
B. Festes Volumen und Druck
C. Es findet keine chemische Reaktion statt
D. Gas im geschlossenen Raum
E. Der Zustand des Gases ändert sich nicht
Antwort: B
Diskussion :
Das Gesetz von Boyle gilt nur unter bestimmten Bedingungen, z. B. wenn die Temperatur des Gases konstant ist, sich das Gas in einem geschlossenen Raum befindet, keine chemischen Reaktionen stattfinden und keine Gasveränderungen auftreten.
5. In einem geschlossenen Behälter befindet sich Gas, das sich ausdehnt, sodass sich sein Volumen auf das Zweifache seines Anfangsvolumens ändert (V = Anfangsvolumen, P = Anfangsdruck). Der Gasdruck ändert sich zu...
Diskussion
Ist bekannt :
Anfangsdruck (P1) = P
Erste Bände (V1) = V
letzte Bände (V2) = 2V
Gefragt: Enddruck (P2)
Antwort :
P1 V1 = P2 V2
P V = P2 (2 V)
P = P2 (2)
P2 = P / 2 = ½ P
Der Gasdruck ändert sich auf das ½-fache des Anfangsdrucks.
6. In einem geschlossenen Behälter befindet sich ein Gas mit einem Druck von 2 atm und einem Volumen von 1 Liter. Ändert sich der Gasdruck auf 4 atm, wird das Gasvolumen...
Diskussion
Ist bekannt :
Anfangsdruck (P1) = 2 atm = 2 x 105 Pascal
Enddruck (P2) = 4 atm = 4 x 105 Pascal
Erste Bände (V1) = 1 Liter = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3
Gesucht: Endgültiger Band (V2)
Antwort :
P1 V1 = P2 V2
(2 x 105)(1 x 10-3) = (4 x 105) V2
(1)(1 x 10-3) = (2) V2
1 x 10-3 = (2) V2
V2 = ½ x 10-3
V2 = 0,5 x 10-3 m3 = 0,5 dm3 = 0,5 Liter
7. Ein geschlossener Raum enthält Gas mit einem Volumen von 200 ml. Was ist, wenn der Raumdruck 60 cmHg beträgt, also den Gasdruck in dem Raum berechnen, der ein Volumen von 150 ml hat?
Fertigstellung:
Ist bekannt:
V1 = 200 ml
V2 = 150 ml
P1 = 60 cmHg
Fragte: P2 =…?
Antwort:
P1. V1 = P2. V2
60 cmHg. 20 ml = P2. 15 ml
P2 = 1200 cmHg/15
P2 = 80 cmHg
So wurde etwa erklärt Boyles Gesetz: Definition, Formeln, Anwendungen und Beispiele für Probleme, kann hoffentlich Ihre Einsichten und Ihr Wissen erweitern. Vielen Dank für Ihren Besuch und vergessen Sie nicht, andere Artikel zu lesen.
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