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Lei de Boyle

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

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A Lei de Boyle afirma que, para uma quantidade fixa de um gás ideal mantida a uma temperatura fixa, pressão A pressão ([latex]P[/latex]) e o volume ([latex]V[/latex]) são inversamente proporcionais. Isso significa que seu produto é uma constante ([latex]k[/latex]). Matematicamente, isso é expresso como [latex]P ∝ 1/V[/latex] ou [latex]PV = k[/latex].

A Lei de Boyle, publicada por Robert Boyle em 1662, descreve a relação entre a pressão e o volume de um gás a temperatura e quantidade constantes. Boyle realizou experimentos usando um tubo de vidro em forma de J, aprisionando uma quantidade fixa de ar e variando a pressão pela adição de mercúrio. Ele observou que, à medida que aumentava a pressão sobre o gás, seu volume diminuía proporcionalmente. Essa relação inversa é matematicamente expressa como [latex]P ∝ 1/V[/latex], ou mais comumente, [latex]P₁V₁ = P₂V₂[/latex] para uma dada massa de gás submetida a um processo isotérmico (temperatura constante).

O físico francês Edme Mariotte descobriu a mesma lei independentemente por volta de 1679, razão pela qual ela é frequentemente chamada de lei de Mariotte nos países francófonos. A lei de Boyle foi um passo crucial no desenvolvimento da teoria atômica da matéria e da teoria cinética dos gases. Ela forneceu a primeira relação quantitativa descrevendo o comportamento dos gases, sugerindo que os gases são compostos de minúsculas partículas com grandes quantidades de espaço vazio entre elas. A compressão do gás reduz esse espaço vazio, aumentando assim a frequência de colisões das partículas com as paredes do recipiente, o que é percebido como um aumento na pressão. É uma das leis empíricas fundamentais que foram posteriormente combinadas para formar a teoria da massa de partículas. lei dos gases ideais.

UNESCO Nomenclature: 2210
Termodinâmica

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Invenção do vácuo bombear por Otto von Guericke
  • Desenvolvimento do barômetro por Evangelista Torricelli
  • Conceitos iniciais de pressão atmosférica

Aplicações

  • seringas e sistemas hidráulicos
  • Mecânica da respiração (ação do diafragma)
  • mergulho autônomo (efeitos da pressão nos cilindros de ar)
  • calibragem de pneus
  • funcionamento de motores a pistão

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • microfluídica ‘lab-on-a-chip’ devices using precisely controlled gas pressure for sample manipulation
  • soft robotics actuators powered by pneumatic compression and decompression cycles
  • high-altitude weather balloons with adaptive volume control to maintain a constant altitude
  • acústico cancellation headphones that use small, rapid pressure changes to neutralize sound waves
  • non-invasive medical diagnostic tools that measure lung function by analyzing small pressure-volume changes during breathing
  • energy-harvesting systems that generate power from ambient pressure fluctuations in deep-sea environments
  • hyperbaric seed germination chambers to improve crop yields by controlling atmospheric pressure
  • advanced shock absorbers for vehicles that use gas compression to dampen vibrations
  • pneumatic mail and package delivery systems for intra-city logistics
  • artificial gill technology for underwater breathing that extracts dissolved gases from water using pressure cycling
Relacionado a: Lei de Boyle, pressão, volume, processo isotérmico. lei do gás, proporção inversa, temperatura constante, Robert Boyle, edme mariotte, gás ideal.

Contexto histórico

Lei de Boyle

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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