Boyle-Gesetz-Rechner

Das Boyle-Gesetz ist die isotherme Ideal-Gas-Beziehung, die das Produkt aus Druck und Volumen konstant hält, wenn Temperatur und Gasmenge sich nicht ändern. In Symbolen gilt P1 mal V1 gleich P2 mal V2: wenn Sie ein Gas langsam genug verdichten, dass Wärme entweichen kann und die Temperatur fest bleibt, steigt der Druck, wenn das Volumen umgekehrt proportional fällt. Nullvolumen wird abgelehnt, weil ein leerer Behälter außerhalb des Modells liegt.

Wie das Boyle-Gesetz Anfangs- und Enddruck und -volumen verbindet

Robert Boyle beobachtete, dass für eine feste Gasmenge bei konstanter Temperatur Druck und Volumen so tauschen, dass ihr Produkt gleich bleibt. Die Arbeitsgleichung ist daher P1 · V1 = P2 · V2, die sich zu V2 = (P1 · V1) / P2 umordnet, wenn der Enddruck bekannt ist, oder zu P2 = (P1 · V1) / V2, wenn das Endvolumen bekannt ist.

Druck darf in Atmosphären, Kilopascal, Bar oder Torr angegeben werden, solange P1 und P2 dieselbe Einheit teilen; Volumen darf Liter, Kubikmeter oder Milliliter sein, solange V1 und V2 dieselbe Einheit teilen. Der Rechner wandelt nicht zwischen Einheitensystemen um, führt keine Temperatur über das Ideal-Gas-Gesetz ein, wendet weder Charles- noch Gay-Lussac-Beziehungen an und korrigiert keine Realgas-Kompressibilitätsfaktoren. Er beantwortet nur die algebraische Definition, die Sekundarschul- und Erstjahres-Chemiekurse Boyle-Gesetz nennen.

Nullvolumen ist die kritische Validierungskante: ein Anfangs- oder Endvolumen von null wird als ungültige Eingabe abgelehnt statt Division durch null oder sinnlosen unendlichen Druck zu erzeugen. Nulldruck wird ebenso abgelehnt, wenn er das Produkt undefiniert machen oder beim Lösen nach Volumen durch null teilen würde.

Was Sie senden und was Sie zurückbekommen

Senden Sie endliche Zahlen unter den Feldern p1 und v1 für den Anfangszustand plus genau eines von p2 oder v2 für den bekannten Endzustand. p1 ist der Anfangsdruck in jeder konsistenten Druckeinheit und muss ungleich null sein. v1 ist das Anfangsvolumen in jeder konsistenten Volumeneinheit und muss ungleich null sein; Nullvolumen scheitert mit einer Meldung, die die Nullvolumen-Regel nennt. Wenn Sie p2 liefern, löst die Engine v2 gleich dem Produkt P1 mal V1 geteilt durch P2. Wenn Sie v2 liefern, löst sie p2 gleich demselben Produkt geteilt durch V2.

Fehlende Felder, nicht-numerische Strings, NaN und Infinity scheitern ebenfalls und werden nicht berechnet. Klassische Lehrbuchprüfungen umfassen das Verdoppeln des Drucks einer Drei-Liter-Probe und das Wiederfinden der Hälfte des Volumens, oder das Halbieren des Volumens eines Druckzylinders und das Wiederfinden des doppelten Drucks.

Wo Boyle-Gesetz-Berechnungen in der realen Arbeit vorkommen

Chemie- und Physikkurse der Sekundarstufe vergeben ständig Aufgaben, die zwei Drücke und ein Volumen — oder zwei Volumina und einen Druck — geben und die fehlende isotherme Zustandsvariable fordern, oft für Spritzen-Demos, Tauchflaschen oder Wetterballon-Skizzen unter der Konstant-Temperatur-Idealisierung. Universitätslabore der allgemeinen Chemie nutzen dieselbe Drei-Zahlen-Reduktion, bevor sie absolute Temperaturskalen und die volle Ideal-Gas-Gleichung einführen. Prozesstechniker und HVAC-Azubis prüfen geschlossene Kompressionen, wenn nur eine isotherme Schranke nötig ist.

Wenn Sie später Charles-Gesetz mit Temperatur, das kombinierte Gasgesetz, molbasierte Ideal-Gas-Rechnungen, Einheitenumrechnung zwischen Atmosphären und Pascal oder adiabatische polytrope Arbeit brauchen, behandeln Sie diese als getrennte Suchintentionen und Landings statt diese Boyle-Gesetz-Rechner-Seite zu überladen.