ボイルの法則とは何ですか?なぜそれをすでに知っているのですか?

重要なポイント

人生のある時点で、あなたはおそらく物理学の授業を受講したことがある、または最終的には受講することになるでしょう。これはあなた自身のためになりますが、その時には真実を感じられない可能性もあります。物理の授業が価値がある理由の 1 つは、すでに知っているものに名前と写真を付けることに関係しています。

温度、体積、圧力が気体に与える影響を規定する気体法則の 1 つを考えてみましょう。ボイルの法則について最初に発表した 17 世紀の科学者にちなんで名付けられたこの法則は、容器内のガスの圧力と体積の関係を説明したものです (温度が一定に保たれると仮定します)。あなたの目はただ曇っているだけかもしれませんが、あなたはすでにボイルの法則についてすべて知っています。これが、最初の風船を割ったときにすでに発見したことに名前を付けるために物理学の授業が必要な理由です。場合によっては、科学は、あなたが知っていることと私たちが知っていることを集合的に結び付ける単なる手段であることがあります。

ボイルの法則によれば、ガスで満たされた容器内の体積とガスが受ける圧力との間には反比例の関係がある。たとえば、ガスが半分ほどしか入っていない風船を膨らませたとします。この場合、ガスは、息を吐き出すときに肺から出てくる水蒸気と二酸化炭素の混合物です。

半分膨らんだ風船の中には、気体原子があまり密集することなく衝突できる十分なスペースがあります。風船自体はかなりふわふわしている可能性があります。ただし、すべての空気を風船の一端に押し込むと、風船のガスが入っている部分が緊張します。風船内の気体分子の数は変わっておらず、容器のサイズだけが変わっています。その後、容器のサイズを小さくし続けると、風船内の圧力が上昇し、最終的には風船が破裂してしまいます。

ボイルの法則によれば、気体が入っている容器内の体積が減少すると、容器内の圧力は増加し、逆に体積が増加すると圧力は減少します。ボイルは、限られた空間内のガスの圧力や体積を計算するのに役立つ数式も考え出しました。ガスの容器内の圧力や体積をどのように変更しても、一方と他方を掛け合わせると一定の積が得られます。 。