Come si rappresenta la legge di Boyle?
Risposta:
AVVERTIMENTO! Risposta lunga! La legge di Boyle esamina la relazione tra il volume di un gas e la sua pressione.
Spiegazione:
Quindi, faresti un esperimento in cui misuri il volume di un gas a varie pressioni.
Un esperimento di laboratorio comune utilizza una lattina pop con varie quantità di acqua per comprimere l'aria in una siringa.
(Adattato da dwb5.unl.edu)
Supponiamo che tu ottenga i seguenti dati.
#ul(bb("Mass/g"color(white)(m) "Volume/mL"))#
#color(white)(ml)100color(white)(mmmmm)34#
#color(white)(ml)150 color(white)(mmmmm)22#
#color(white)(ml)200 color(white)(mmmmm)17#
#color(white)(ml)250 color(white)(mmmmm)14#
#color(white)(ml)300 color(white)(mmmmm)11#
#color(white)(ml)350 color(white)(mmmmm)10#
#color(white)(ml)400 color(white)(mmmmmll)8#
#color(white)(ml)450 color(white)(mmmmmll)8#
#color(white)(ml)500 color(white)(mmmmmll)7#
#color(white)(ml)550 color(white)(mmmmmll)6#
Il modo migliore per determinare una relazione è tracciare un grafico che dia una linea retta.
Poiché la pressione è direttamente proporzionale alla massa della lattina più acqua, possiamo usare la massa anziché la pressione.
A questo punto (teoricamente) non conosciamo la relazione, quindi complottiamo #V# vs #"Mass"# per vedere come appare la trama.
Tracciamo la pressione come variabile indipendente (lungo l'orizzontale o #x# asse) e volume come variabile dipendente (lungo la verticale o #y# asse).
Puoi farlo a mano, ma è più comodo usare un computer per fare il lavoro per te.
Il tuo grafico sembra un'iperbole, come nel diagramma sopra.
L'equazione per un'iperbole è #y = k/x#.
Sembra che dovremmo provare una trama di #V# vs #1/p#.
Calcoliamo i valori di #1/p# e poi trama #V# vs #1/"Mass"#.
Otteniamo la trama della retta mostrata di seguito.
È possibile estendere la linea all'indietro fino a quando non raggiunge #V ≈ "0 cm"^3#.
Se usi un computer o una calcolatrice, puoi dirlo per calcolare l'equazione per la linea che si adatta meglio a tutti i punti (la linea di regressione).
Il mio computer mi dice che l'equazione è
#V = 3365.9x# or #V = 3365.9/p# or #pV =3365.9#.
Il grafico di #V# contro #1/p# è una linea retta attraverso l'origine.
Ciò significa che il volume misurato è inversamente proporzionale alla pressione - Legge di Boyle.