Calcolatrice legge di Boyle

La legge di Boyle è la relazione isoterma del gas ideale che mantiene costante il prodotto di pressione e volume quando temperatura e quantità di gas non cambiano. In simboli, P1 volte V1 uguale a P2 volte V2: se comprime un gas abbastanza lentamente perché il calore esca e la temperatura resti fissa, la pressione sale al calare del volume in proporzione inversa. Il volume zero è rifiutato perché un contenitore vuoto è fuori dal modello.

Come la legge di Boyle collega pressione e volume iniziale e finale

Robert Boyle osservò che per una quantità fissa di gas tenuta a temperatura costante, pressione e volume si scambiano in modo che il prodotto resti lo stesso. L'equazione di lavoro è quindi P1 · V1 = P2 · V2, che si riordina in V2 = (P1 · V1) / P2 quando è nota la pressione finale, o P2 = (P1 · V1) / V2 quando è noto il volume finale.

La pressione può essere espressa in atmosfere, chilopascal, bar o torr purché P1 e P2 condividano la stessa unità; il volume può essere litri, metri cubi o millilitri purché V1 e V2 condividano la stessa unità. La calcolatrice non converte tra sistemi di unità, non introduce temperatura tramite la legge dei gas ideali, non applica le relazioni di Charles né di Gay-Lussac e non corregge fattori di comprimibilità di gas reale.

Risponde solo alla definizione algebrica che i corsi di chimica delle superiori e del primo anno chiamano legge di Boyle. Il volume zero è il bordo critico di validazione: un volume iniziale o finale di zero è rifiutato con input non valido invece di produrre divisione per zero o una pressione infinita senza senso. Anche la pressione zero è rifiutata quando renderebbe indefinito il prodotto o dividerebbe per zero risolvendo il volume.

Cosa invia e cosa riceve in risposta

Invii numeri finiti nei campi p1 e v1 per lo stato iniziale, più esattamente uno di p2 o v2 per lo stato finale noto. p1 è la pressione iniziale in qualsiasi unità di pressione coerente e deve essere non nulla. v1 è il volume iniziale in qualsiasi unità di volume coerente e deve essere non nullo; volume zero fallisce con un messaggio che nomina la regola del volume zero. Se fornisce p2, il motore risolve v2 uguale al prodotto P1 volte V1 diviso per P2.

Se fornisce v2, risolve p2 uguale a quello stesso prodotto diviso per V2. Campi mancanti, stringhe non numeriche, NaN e Infinity falliscono pure e non sono addebitati. Controlli classici da manuale includono raddoppiare la pressione di un campione di tre litri e recuperare metà del volume, o dimezzare il volume di un cilindro pressurizzato e recuperare il doppio della pressione.

Dove compaiono i calcoli della legge di Boyle nel lavoro reale

I corsi di chimica e fisica delle superiori assegnano costantemente problemi che danno due pressioni e un volume — o due volumi e una pressione — e chiedono la variabile di stato isoterma mancante, spesso per demo di siringa, bombole subacquee o schizzi di pallone sonda sotto l'idealizzazione a temperatura costante. I laboratori universitari di chimica generale usano la stessa riduzione a tre numeri prima di introdurre scale di temperatura assoluta e l'equazione completa del gas ideale.

Tecnici di processo e tirocinanti HVAC controllano compressioni a sistema chiuso quando serve solo un vincolo isoterma. Se in seguito serve la legge di Charles con temperatura, la legge combinata dei gas, calcoli di gas ideale basati sulle moli, conversione di unità tra atmosfere e pascal, o lavoro politropico adiabatico, li tratti come intenti di ricerca e landing separati invece di sovraccaricare questa pagina della calcolatrice della legge di Boyle.