보일의 법칙

3. 정의

질량과 온도가 일정할 때 이상기체의 압력과 기체의 부피는 반비례한다는 것이 보일의 법칙의 핵심이다.^[27][28]

3. 1. 이상 기체와 실제 기체

3. 2. 기체분자운동론

4. 방정식

보일의 법칙은 수학적으로 다음과 같이 표현된다.

: ''PV'' = ''k''

• ''P''는 계의 압력을 의미한다.
• ''V''는 기체의 부피를 의미한다.
• ''k''는 계의 온도와 기체의 양에 관련된 상수이다.

5. 보일 온도

실제 기체에서 보일의 법칙과의 차이를 압력 ''p''의 멱급수로 나타낼 때, 1차 보정항이 0이 되는 온도를 '''보일 온도'''라고 한다.^[19] 보일 온도에서는 압축 인자 ''Z''는 다음과 같이 표현된다.

:$Z=\backslash frac\{1\}\{RT\_\backslash text\{B\}\}\backslash \{A(T\_\backslash text\{B\})+C(T\_\backslash text\{B\})\backslash ,\; p^2\; +\backslash cdots\; \backslash \}$

압력이 0에 가까워질 때, 압축 인자는 다른 온도보다 빨리 1에 가까워진다. 따라서 보일 온도에서는 더 높은 압력 영역까지 보일의 법칙에 의한 근사가 적용될 수 있다.^[19]

일반적인 온도에서는 압력을 0에 가깝게 해도 기체의 성질은 완전히 이상 기체의 것과 일치하지 않는다. 하지만 보일 온도에서는 압력이 0에 가까울 때의 1계 미분 계수가 이상 기체의 것과 같은 1이 되고, 실제 기체의 성질은 이상 기체와 완전히 일치한다.^[19]

다음은 몇몇 기체의 보일 온도를 나타낸 표이다.

6. 응용

6. 1. 인간의 호흡

6. 2. 기타 응용

참조

_[1] 서적 Physical Chemistry McGraw-Hill
_[2] 서적 Physical Chemistry
_[3] 논문 Robert Boyle's landmark book of 1660 with the first experiments on rarified air 2005-01-01
_[4] 서적 A Defence Of the Doctrine touching the Spring and Weight Of the Air https://bvpb.mcu.es/[...]
_[5] 간행물 The discovery of Boyle's law, and the concept of the elasticity of air in seventeenth century
_[5] 간행물 Richard Towneley and Boyle's Law
_[5] 서적 A Defence of the Doctrine Touching the Spring and Weight of the Air http://bvpb.mcu.es/e[...]
_[6] 서적 Physics, the Human Adventure: From Copernicus to Einstein and Beyond https://books.google[...] Rutgers University Press
_[7] 서적 A Defence of the Doctrine Touching the Spring and Weight of the Air http://bvpb.mcu.es/e[...]
_[8] 웹사이트 The Boyle Papers BP 9, fol. 75v–76r http://www.bbk.ac.uk[...] 2009-11-22
_[9] 웹사이트 The Boyle Papers, BP 10, fol. 138v–139r http://www.bbk.ac.uk[...] 2009-11-22
_[10] 서적 Scientists and Inventors of the Renaissance https://books.google[...] Britannica Educational Publishing
_[11] 간행물 Essais de Physique, ou mémoires pour servir à la science des choses naturelles http://babel.hathitr[...]
_[11] 간행물 Oeuvres de Mr. Mariotte, de l'Académie royale des sciences http://babel.hathitr[...]
_[11] 간행물 Sur la nature de l'air https://archive.org/[...]
_[11] 간행물 Essais de physique https://books.google[...] 1679-11-20
_[12] 잡지 The Re-Designed Solar System https://archive.org/[...] 1966-06-01
_[13] 서적 Principia
_[14] 서적 Physical Chemistry
_[15] 서적 Physical Chemistry
_[16] 서적 Principles of Anatomy and Physiology John Wiley & Sons, Inc.
_[17] 웹사이트 アトキンス『物理化学』
_[18] 웹사이트 コトバンク
_[19] 웹사이트 アトキンス『物理化学』第10版
_[20] 간행물 The discovery of Boyle's law, and the concept of the elasticity of air in seventeenth century
_[20] 간행물 Richard Towneley and Boyle's Law
_[20] 서적 A Defence of the Doctrine Touching the Spring and Weight of the Air http://bvpb.mcu.es/e[...]
_[21] 서적 Physics, the Human Adventure: From Copernicus to Einstein and Beyond https://books.google[...] Rutgers University Press
_[22] 웹사이트 The Boyle Papers BP 9, fol. 75v–76r http://www.bbk.ac.uk[...] 2009-11-22
_[23] 웹사이트 The Boyle Papers, BP 10, fol. 138v–139r http://www.bbk.ac.uk[...] 2009-11-22
_[24] 서적 Scientists and Inventors of the Renaissance https://books.google[...] Britannica Educational Publishing
_[25] 간행물 Essais de Physique, ou mémoires pour servir à la science des choses naturelles http://babel.hathitr[...]
_[25] 간행물 Oeuvres de Mr. Mariotte, de l'Académie royale des sciences http://babel.hathitr[...]
_[25] 간행물 Sur la nature de l'air https://archive.org/[...]
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_[26] 서적 Principia
_[27] 서적 Physical Chemistry McGraw-Hill
_[28] 서적 Physical Chemistry
_[29] 서적 Physical Chemistry
_[30] 서적 Physical Chemistry
_[31] 서적 Physical Chemistry
_[32] 서적 Principles of Anatomy and Physiology John Wiley & Sons, Inc.