เครื่องคำนวณกฎของบอยล์

กฎของบอยล์ระบุว่า ที่อุณหภูมิคงที่ ความดันของแก๊สอุดมคติมวลคงที่จะแปรผกผันกับปริมาตรของมัน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ผลคูณ PV คงที่:

P₁ · V₁ = P₂ · V₂

เมื่อจัดรูปสมการใหม่เพื่อแก้หาปริมาตรสุดท้าย จะได้สูตรที่เครื่องคำนวณนี้ใช้:

V₂ = (P₁ · V₁) / P₂

ความดันและปริมาตรจะอยู่ในหน่วยใดก็ได้ ตราบใดที่คุณใช้หน่วยสอดคล้องกันระหว่างสถานะเริ่มต้นและสถานะสุดท้าย เพราะอัตราส่วน P₁/P₂ จะตัดหน่วยความดันออก ดังนั้น V₂ จึงออกมาในหน่วยเดียวกับ V₁ ข้อกำหนดเดียวที่เข้มงวดคืออุณหภูมิและปริมาณแก๊ส (จำนวนโมล n) ต้องไม่เปลี่ยนแปลง

ตัวอย่างการคำนวณ

กระบอกฉีดยาบรรจุอากาศ 2 L ที่ 1 atm คุณดันลูกสูบจนความดันเพิ่มขึ้นเป็น 2 atm โดยรักษาอุณหภูมิให้คงที่ ปริมาตรใหม่เป็นเท่าใด?

V₂ = (1 × 2) / 2 = 1 L

เมื่อเพิ่มความดันเป็นสองเท่า ปริมาตรจะลดลงครึ่งหนึ่ง นี่คือความสัมพันธ์แบบผกผันคลาสสิก เนื่องจาก P × V คงที่ ทั้งสองสถานะจึงมี 1 atm × 2 L = 2 atm × 1 L = 2

ตารางอ้างอิงอย่างรวดเร็ว

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

• ลืมว่าอุณหภูมิต้องคงที่ กฎของบอยล์ใช้ได้เฉพาะที่อุณหภูมิคงที่ หากแก๊สร้อนขึ้นหรือเย็นลง ให้เปลี่ยนไปใช้กฎแก๊สรวม P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ แทน
• ปนหน่วยความดัน หาก P₁ อยู่ในหน่วย atm P₂ ก็ต้องอยู่ในหน่วย atm ด้วย อย่าปน atm กับ kPa หรือ psi มิฉะนั้นอัตราส่วนจะผิด
• ถือความดันเกจเป็นความดันสัมบูรณ์ แปลงความดันเกจเป็นความดันสัมบูรณ์ (บวกความดันบรรยากาศ ≈ 1 atm) ก่อนนำไปใช้
• ปล่อยให้แก๊สรั่วออกหรือเติมเข้าไป กฎนี้สมมติว่าแก๊สถูกปิดผนึกและมีปริมาณคงที่ (n คงที่) หากจำนวนโมลเปลี่ยน ให้ใช้กฎแก๊สอุดมคติเต็มรูป PV = nRT