กฎของบอยล์ (Boyle’s law) เป็นกฎทางเคมีที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและความดันของแก๊สภายใต้อุณหภูมิคงที่ กฎนี้กล่าวว่า ปริมาตรของแก๊สจะแปรผันผกผันกับความดันของแก๊ส
สมการของกฎของบอยล์
1 | P1V1 = P2V2 |
โดยที่
- P1 คือความดันของแก๊สในสถานะเริ่มต้น
- V1 คือปริมาตรของแก๊สในสถานะเริ่มต้น
- P2 คือความดันของแก๊สในสถานะสุดท้าย
- V2 คือปริมาตรของแก๊สในสถานะสุดท้าย
การทดลองเพื่อพิสูจน์กฎของบอยล์
การทดลองเพื่อพิสูจน์กฎของบอยล์สามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์ดังต่อไปนี้
- หลอดแก้วปิดสนิท
- น้ำ
- แท่งแก้ว
- เทอร์โมมิเตอร์
วิธีการทดลอง
- เติมแก๊สเข้าไปในหลอดแก้ว
- ปิดสนิทหลอดแก้วด้วยจุกแก้ว
- เติมน้ำลงในภาชนะที่เพียงพอสำหรับหลอดแก้วจมอยู่ใต้น้ำ
- วางหลอดแก้วลงในภาชนะ
- สังเกตการเคลื่อนที่ของแท่งแก้ว
เมื่อความดันของแก๊สเพิ่มขึ้น ปริมาตรของแก๊สจะลดลงตามไปด้วย ทำให้แท่งแก้วจมลง
ตัวอย่างการนำกฎของบอยล์ไปใช้
- กระบอกสูบของเครื่องยนต์
- ยางรถยนต์
- ไดอะแฟรม
ข้อควรระวัง
กฎของบอยล์ใช้ได้เฉพาะในกรณีที่อุณหภูมิของแก๊สคงที่เท่านั้น หากอุณหภูมิของแก๊สเปลี่ยนแปลง กฎนี้จะไม่ถูกต้อง
สรุป
กฎของบอยล์และกฎของชาร์ลเป็นกฎพื้นฐานที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแก๊สภายใต้สภาวะคงที่ กฎทั้งสองสามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรมมากมาย