- 博伊尔定律的历史
- 背景
- 汞实验
- 结果
- 埃德梅·马里奥特
- 加强法律
- 这条律法是关于什么的？
- 数学表达
- 这是为了什么 博伊尔定律能解决什么问题？
- 蒸汽机
- drinks饮
- 呼吸系统
- 实例（实验）
- 实验1
- 观察
- 说明
- 实验2
- 观察
- 说明
- 参考文献
的波义耳-马略法是一种表达由或在气体所施加的压力之间的关系，并且它占据的体积; 保持气体温度及其数量（摩尔数）恒定。
该定律以及查尔斯，盖伊·卢萨克，查尔斯和阿伏加德罗的定律描述了理想气体的行为。具体而言，在密闭容器中，由于机械力而产生体积变化。
通过减小容器的体积来增加压力。资料来源：GabrielBolívar
上图简要总结了博伊尔-马里奥特定律。
紫色点代表与容器内壁碰撞的气体分子或原子（左）。随着该气体在容器中的可用空间或体积减小，碰撞增加，这转化为压力增加（右）。
这表明如果容器密闭，气体的压力P和体积V成反比。否则，较高的压力将等于容器的更大膨胀。
如果制作了针对P的图形V，分别在Y和X轴上具有V和P的数据，则将观察到渐近曲线。V越小，P的增加越大；也就是说，曲线将向X轴上的P的高值延伸。
当然，温度保持恒定。但是，如果在不同温度下进行相同的实验，则这些V vs P曲线的相对位置将在笛卡尔轴上变化。如果将其绘制在三维轴上，而Z轴上的T常数不变，则变化将更加明显。
博伊尔定律的历史
背景
自从科学家伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）表示对真空的存在（1638年）以来，科学家就开始研究空气和部分空隙的性质。
英裔化学家罗伯特·博伊尔（Robert Boyle）在得知德国工程师和物理学家奥托·冯·居里克（Otto von Guericke）建造了一个气泵后，于1638年开始对空气的性质进行研究。
汞实验
为了研究气压，博伊尔使用了一个“ J”形玻璃管，其构造归功于博伊尔的助手罗伯特·胡克（Robert Hooke）。短臂的末端是密封的，而管的长臂的末端是敞开的，可以放置汞。
从一开始，博伊尔就想定性和定量地研究空气的弹性。通过将汞从“ J”形管的开口端倒入，博伊尔推断出管的短臂中的空气在汞的压力下收缩。
结果
加到管中的汞量越大，施加在空气上的压力越大，其体积越小。博伊尔获得了作为压力函数的空气量的负指数型图。
同时，如果将空气量与压力的倒数作图，则我们的直线为正斜率。
1662年，博伊尔（Boyle）发表了第一个以方程形式给出的物理定律，该定律表明了两个变量的功能依赖性。在这种情况下，压力和体积有关。
博伊尔指出，施加在气体上的压力与气体所占据的体积之间存在反比关系，这种关系对于真实气体而言是相对正确的。在中等温度和压力下，大多数气体的行为类似于理想气体。
随着更高的压力和更低的温度发生，实际气体行为与理想行为之间的偏差变得更加明显。
埃德梅·马里奥特
法国物理学家埃德米·马里奥特（Edme Mariotte，1620-1684年）在1679年独立地发现了同样的定律。但是，它的优点是可以显示体积随温度而变化。这就是为什么它被称为马里奥特定律或博伊尔和马里奥特定律。
加强法律
丹尼尔·伯努利（Daniel Bernoulli，1737）通过指出气体的压力是由气体颗粒在装有气体的容器壁上的撞击而产生的，从而加强了博伊尔定律。
约翰·沃特斯顿（John Waterston）在1845年发表了一篇科学文章，他专注于气体动力学理论的主要原理。
后来，鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius），詹姆斯·麦克斯韦（James Maxwell）和路德维希·玻尔兹曼（Ludqwig Boltzmann）巩固了气体的动力学理论，该理论将气体施加的压力与运动中的气体粒子的速度相关联。
容纳气体的容器的体积越小，形成气体的颗粒撞击容器壁的频率就越大；因此，气体施加的压力越大。
这条律法是关于什么的？
博伊尔进行的实验表明，气体占据的体积与施加在其上的压力之间存在反比关系。然而，所示的关系不是完全线性的，如由体积变化作为归因于博伊尔的压力的函数的曲线图所示。
博伊耳定律表明，气体所占的体积与压力成反比。还表明，气体的压力与其体积的乘积是恒定的。
数学表达
为了得出博伊尔-马里奥特定律的数学表达式，我们从：
V ∝ 1 / P
表示气体所占的体积与压力成反比。但是，有一个常数指示该关系的反比例。
V = k / P
其中k是比例常数。解决k，我们有：
VP = k
气体压力与其体积的乘积是恒定的。所以：
V 1 P 1 = k和V 2 P 2 = k
从中可以得出：
V 1 P 1 = V 2 P 2
后者是博伊尔定律的最终表达式或等式。
这是为了什么 博伊尔定律能解决什么问题？
蒸汽机
蒸汽火车。资料来源：
博伊尔-马里奥特定律适用于蒸汽机的运行。它是一台内燃机，它使用一定量的水的热能转换成机械能。
水在密封的锅炉中加热，产生的蒸汽根据博伊尔-马里奥特定律施加压力，该定律通过推动活塞使气缸产生体积膨胀。
通过使用连杆和曲柄系统，活塞的线性运动转化为旋转运动，该连杆和曲柄系统可以驱动机车的车轮或发电机的转子。
当前，替代的蒸汽机是很少使用的发动机，因为它已经在运输车辆中被电动机和内燃机取代。
drinks饮
通过塑料管从瓶子中吸取软饮料或果汁的行为与博伊尔-马里奥特定律有关。当用嘴将空气从管子中抽出时，管子内的压力会降低。
该压降促进了管中液体的向上运动，从而允许其被摄入。同样的原理通过使用注射器来抽血。
呼吸系统
呼吸系统。资料来源：
博伊尔-马里奥特定律与呼吸系统的功能密切相关。在吸气阶段，the肌和其他肌肉收缩。例如，产生肋骨扩张的外部肋间。
这导致胸膜内压力降低，引起肺扩张，肺体积增加。因此，根据博伊尔-马里奥特定律，肺内压降低。
随着肺内压力变为低于大气压，大气进入肺部，导致肺部压力升高；因此，将其压力等于大气压，并结束了吸气阶段。
随后，吸气肌肉放松，呼气肌肉收缩。另外，有弹性的肺退缩，这种现象会导致肺容量减少，从而导致肺内压升高，这由博伊尔-马里奥特定律解释。
随着肺内压力的增加并变得大于大气压，空气从肺内部流向大气。直到压力达到平衡为止，这才结束呼气阶段。
实例（实验）
实验1
放置一个小的密闭气球，在注射器内的口中打一个结，从中抽出了大约20毫升的柱塞。针筒的柱塞朝着针筒的中部放置，抽出针头，并堵住进气口。
观察
通过缓慢拉动注射器的柱塞，可以观察到气球膨胀。
说明
两种压力施加在球囊的壁上：在其内表面上的压力，在球囊内的空气的乘积，以及在球囊的外表面上的另一种压力，由注射器中包含的空气施加。
通过拉动注射器的柱塞，可在内部形成一个半真空。因此，在泵壁的外表面上的气压降低，使得施加在泵内部的压力相对较高。
根据波义耳-马里奥特（Boyle-Mariote）定律，该净压力将引起球囊壁的膨胀并增加球囊的体积。
实验2
将塑料瓶切成大约一半，以确保切面尽可能水平。将紧密配合的气球放在瓶子的嘴中，同时将一定量的水放在深板上。
观察
通过将带有气球的瓶子的底部放在碟子上的水上，气球会适度膨胀。
说明
水排出一定量的空气，从而增加了瓶壁和气球内部的气压。根据波义耳-马里奥特（Boyle-Mariotte）定律，这导致气球的体积增加，这通过气球的充气可见。
参考文献
- 维基百科。（2019）。博伊尔定律。从以下位置恢复：en.wikipedia.org
- 大英百科全书的编辑。（2018年7月27日）。博伊尔定律。不列颠百科全书。从以下位置恢复：britannica.com
- Helmenstine，托德。（2018年12月5日）。博伊尔定律公式。从以下资源中恢复：Thoughtco.com
- 年轻的印度电影。（2018年5月15日）。博伊尔定律：儿童科学实验。从以下网址恢复：yifindia.com
- 张柏芝（Cecilia Bembibre）。（2011年5月22日）。热气球。定义ABC。从以下地址恢复：definicionabc.com
- Ganong，W，F.（2003年）。医学生理学。 （第19版）。编辑现代手册。