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Legge di Boyle

1650
  • Robert Boyle
  • Edme Mariotte
Laboratory setup demonstrating Boyle's Law with a syringe and pressure gauge.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La legge di Boyle afferma che per una quantità fissa di un gas ideale mantenuto a una temperatura fissa, la pressione La pressione (P) e il volume (V) sono inversamente proporzionali. Ciò significa che il loro prodotto è una costante (k). Matematicamente, si esprime come P ∝ 1/V o PV = k.

La legge di Boyle, pubblicata da Robert Boyle nel 1662, descrive la relazione tra la pressione e il volume di un gas a temperatura e quantità costanti. Boyle condusse esperimenti utilizzando un tubo di vetro a forma di J, intrappolando una quantità fissa di aria e variando la pressione mediante l'aggiunta di mercurio. Osservò che, aumentando la pressione sul gas, il suo volume diminuiva proporzionalmente. Questa relazione inversa è espressa matematicamente come [latex]P propto 1/V[/latex], o più comunemente, [latex]P_1V_1 = P_2V_2[/latex] per una data massa di gas sottoposta a un processo isotermico (a temperatura costante).

Il fisico francese Edme Mariotte scoprì la stessa legge indipendentemente intorno al 1679, motivo per cui è spesso chiamata legge di Mariotte nei paesi francofoni. La legge di Boyle fu un passo cruciale nello sviluppo della teoria atomica della materia e della teoria cinetica dei gas. Fornì la prima relazione quantitativa che descriveva il comportamento dei gas, suggerendo che i gas sono composti da minuscole particelle con grandi quantità di spazio vuoto tra di esse. La compressione del gas riduce questo spazio vuoto, aumentando così la frequenza delle collisioni delle particelle con le pareti del contenitore, il che viene percepito come un aumento di pressione. È una delle leggi empiriche fondamentali che furono successivamente combinate per formare la teoria cinetica dei gas. legge dei gas ideali.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Termodinamica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Invenzione del vuoto pompa di Otto von Guericke
  • Sviluppo del barometro da parte di Evangelista Torricelli
  • Primi concetti di pressione atmosferica

Applicazioni

  • siringhe e sistemi idraulici
  • meccanica respiratoria (azione del diaframma)
  • immersioni subacquee (effetti della pressione sulle bombole d'aria)
  • gonfiaggio degli pneumatici
  • funzionamento dei motori a pistoni

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • microfluidico ‘lab-on-a-chip’ devices using precisely controlled gas pressure for sample manipulation
  • attuatori robotici morbidi alimentati da cicli pneumatici di compressione e decompressione
  • palloni meteorologici ad alta quota con controllo del volume adattivo per mantenere un'altitudine costante
  • acustico cancellation headphones that use small, rapid pressure changes to neutralize sound waves
  • strumenti diagnostici medici non invasivi che misurano la funzionalità polmonare analizzando piccole variazioni di pressione-volume durante la respirazione
  • sistemi di raccolta di energia che generano energia dalle fluttuazioni della pressione ambientale negli ambienti marini profondi
  • camere iperbariche di germinazione dei semi per migliorare le rese delle colture controllando la pressione atmosferica
  • ammortizzatori avanzati per veicoli che utilizzano la compressione del gas per smorzare le vibrazioni
  • sistemi pneumatici di consegna di posta e pacchi per la logistica intraurbana
  • tecnologia delle branchie artificiali per la respirazione subacquea che estrae i gas disciolti dall'acqua utilizzando cicli di pressione
Correlato a: legge di Boyle, pressione, volume, processo isotermico, legge sui gas, proporzione inversa, temperatura costante, Robert Boyle, edme mariotte, gas ideale.

Contesto storico

Legge di Boyle

1650
1650
1672
1687
1687
1738
1750
1600
1650
1650
1678
1687
1687
1738
1750

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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