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La loi de Boyle expliquée avec l'exemple du problème

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La loi de Boyle sur les gaz stipule que le volume d'un gaz est inversement proportionnel à la pression du gaz lorsque la température est maintenue constante. Le chimiste anglo-irlandais Robert Boyle (1627-1691) a découvert la loi et est considéré comme le premier chimiste moderne. Cet exemple de problème utilise la loi de Boyle pour trouver le volume de gaz lorsque la pression change.

Exemple de loi de Boyle, problème

  • Un ballon d'un volume de 2,0 L est rempli d'un gaz à 3 atmosphères. Si la pression est réduite à 0,5 atmosphère sans changement de température, quel serait le volume du ballon?

Solution

Puisque la température ne change pas, la loi de Boyle peut être utilisée. La loi de Boyle sur les gaz peut être exprimée comme suit:

  • PjeVje = PFVF

  • Pje = pression initiale
  • Vje = volume initial
  • PF = pression finale
  • VF = volume final

Pour trouver le volume final, résolvez l'équation de VF:

  • VF = PjeVje/ PF
  • Vje = 2,0 L
  • Pje = 3 atm
  • PF = 0,5 atm
  • VF = (2,0 L) (3 atm) / (0,5 atm)
  • VF = 6 L / 0,5 atm
  • VF = 12 L

Répondre

Le volume du ballon augmentera à 12 L.

Plus d'exemples de la loi de Boyle

Tant que la température et le nombre de moles de gaz restent constants, la loi de Boyle implique de doubler la pression d’un gaz de moitié son volume. Voici d'autres exemples de la loi de Boyle en vigueur:

  • Lorsque vous appuyez sur le piston d’une seringue scellée, la pression augmente et le volume diminue. Comme le point d'ébullition dépend de la pression, vous pouvez utiliser la loi de Boyle et une seringue pour faire bouillir l'eau à la température ambiante.
  • Les poissons d'eaux profondes meurent lorsqu'ils sont ramenés des profondeurs à la surface. La pression diminue considérablement à mesure qu'ils sont élevés, ce qui augmente le volume de gaz dans le sang et la vessie natatoire. Essentiellement, le poisson pop.
  • Le même principe s'applique aux plongeurs quand ils ont "les coudes". Si un plongeur revient trop rapidement à la surface, les gaz dissous dans le sang se dilatent et forment des bulles qui peuvent rester coincées dans les capillaires et les organes.
  • Si vous soufflez des bulles sous l'eau, elles se dilatent lorsqu'elles remontent à la surface. Une théorie sur la raison pour laquelle les navires disparaissent dans le triangle des Bermudes est liée à la loi de Boyle. Les gaz libérés par le fond marin augmentent et se dilatent au point de devenir une bulle gigantesque lorsqu'ils atteignent la surface. Les petites embarcations tombent dans les "trous" et sont englouties par la mer.


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