Boyle-Mariotte-Gesetz berechnen

Formel

Bei konstanter Temperatur gilt: Enddruck = Anfangsdruck (absolut) × Anfangsvolumen ÷ Endvolumen.

Rechenbeispiel

Mit Anfangsdruck (absolut): 100 kPa, Ausgangsgasvolumen: 2 L, Endgasvolumen: 1.5 L, enddruck (absolut) ergibt sich 133,333333 kPa.

Eingaben und Berechnung

Multiplizieren Sie den anfänglichen absoluten Druck mit dem Anfangsvolumen und teilen Sie durch das Endvolumen. So stellen Sie P1V1 = P2V2 nach dem gesuchten Enddruck um. Die Beziehung setzt eine konstante Temperatur und eine unveränderte Gasmenge voraus; verwenden Sie absolute Druckwerte. Rechenregel: Bei konstanter Temperatur gilt: Enddruck = Anfangsdruck (absolut) × Anfangsvolumen ÷ Endvolumen.

Gearbeitetes numerisches Beispiel

Geben Sie z.B. den Anfangsabsolutdruck 100 kPa, das Ausgangsgasvolumen 2 L, das Endgasvolumen 1.5 L ein. Diese Eingänge produzieren einen absoluten Enddruck von 133.33 kPa.

Halten Sie die anderen Beispielwerte fest, ändern Sie den Anfangsabsolutdruck von 100 auf 110 kPa. Der Hauptausgang wird 146.67 kPa. Dieser Vergleich isoliert den Effekt dieses Inputs.

Wie man das Ergebnis liest und verwendet

Das Verdichten des Gases auf ein kleineres Volumen erhöht den modellierten Druck. Die inverse Beziehung hält nur, während die idealisierte Gasmenge und Temperatur fixiert bleiben. Studie einer isothermen Gaskompression oder Expansion mit konstanten Druckeinheiten.

Praktischer Kontext

Ein abgedichtetes Gas bei 100 kPa absolut und 2 L würde etwa 133.3 kPa absolut erreichen, wenn sein Volumen auf 1.5 L fiele, während die Temperatur konstant blieb. Das Druck- und Volumenprodukt ist in beiden Zuständen 200 kPa·L. Auf einem Manometer, das relativ zur Atmosphäre liest, ist 100 kPa nicht dasselbe wie 100 kPa absolut; der umgebende atmosphärische Druck muss zuerst hinzugefügt werden.

Annahmen und Anwendungsbereich

Die Drucke sind absolut, die Volumen beschreiben die gleiche abgedichtete Gasprobe, und die Temperatur ist konstant. Schnelle Kompression kann ein echtes Gas erhitzen und von diesem isothermen Modell abweichen. Ersetzen Sie die Beispiel-Standards durch gemessene Eingaben für Ihre Situation und Konto separat für Faktoren außerhalb dieser Felder.

Überprüfungen und häufige Fehler

Geben Sie nicht einen Manometerdruck ein, ohne ihn zuvor in absoluten Druck umzuwandeln. Verwenden Sie niemals eine Ideal-Gas-Klassenzimmerschätzung als Ersatz für Gerätedruckwerte.

Häufige Fragen

Was sollte ich prüfen, bevor ich das Ergebnis verwende?

Wenn die Kompression schnell geschieht, kann das Gas sich erwärmen und von der Vorhersage abweichen. Bei der Lösung des inversen Verhältnisses muss das anfängliche Druckzeit-Anfangsvolumen dem endgültigen Druckzeit-Endvolumen entsprechen. Dieses Produkt ist eine schnelle arithmetische Prüfung, aber Vereinbarung beweist nicht, dass ein Real-Gas-Experiment wirklich isotherm war.