[Company Logo Image]

Home Up สารบัญ ค้นหา ผู้จัดทำ

กฎของบอยล์
กฎของบอยล์ กฎของชาร์ลส์ กฎของแก๊ส การแพร่ของแก๊ส น้ำแข็งแห้ง ไนโตรเจนเหลว


 

[Under Construction]

Home
Up
ทดลองกฏของบอยล์
คำนวณกฎของบอยล์

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแก๊ส

 

กฎของบอยล์ (Boyle’s Law)

 

 

Robert Boyle

 

เมื่อทดลองโดยใช้กระบอกฉีดยาและปิดปลายกระบอกฉีดยา เมื่อกดก้านกระบอกฉีดยาทำให้ปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาลดลง และเมื่อปล่อยมือก้านกระบอกฉีดยาจะเลื่อนกลับสู่ตำแหน่งเดิม ในทำนองเดียวกันเมื่อดึงก้านกระบอกฉีดยาขึ้น ทำให้ปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดเพิ่มขึ้น และเมื่อปล่อยมือก้านกระบอกฉีดยาจะเลื่อนกลับสู่ตำแหน่งเดิม สามารถใช้ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอธิบายได้ว่า เมื่อปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาลดลง ทำให้โมเลกุลของแก๊สอยู่ใกล้กันมากขึ้น จึงเกิดการชนกันเองและชนผนังภาชนะมากขึ้น เป็นผลให้ความดันของแก๊สในกระบอกฉีดยาเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับตอนเริ่มต้น ในทางตรงกันข้ามการเพิ่มปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาทำให้โมเลกุลของแก๊สอยู่ห่างกัน การชนกันเองของโมเลกุลของแก๊สและการชนผนังภาชนะน้อยลง ความดันของแก๊สในกระบอกฉีดยาจึงลดลง

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรกับความดันของแก๊ส โดยควบคุมให้อุณหภูมิคงที่ ได้ผลดังตารางต่อไปนี้

 

การทดลอง
ครั้งที่

ปริมาตร
(
V , dm3)

ความดัน
(
P , mmHg)

PV
(mmHg. cm
3)

1

5.00

760

3.80 x 103

2

10.00

380

3.80 x 103

3

15.00

253

3.80 x 103

4

20.00

191

3.82 x 103

5

25.00

151

3.78 x 103

6

30.00

127

3.81 x 103

7

35.00

109

3.82 x 103

8

40.00

95

3.80 x 103

9

45.00

84

3.78 x 103

 

จากผลการทดลองในตารางพบว่า ผลคูณของความดันกับปริมาตร (PV) ของแก๊สในการทดลองแต่ละครั้งมีค่าค่อนข้างคงที่ และเมื่อเขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันกับปริมาตรของแก๊สจะได้ดังรูปต่อไปนี้

 

จากข้อมูลในตารางและจากกราฟพบว่าขณะที่อุณหภูมิคงที่ ถ้าปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้นจะทำให้ความดันของแก๊สลดลง และเมื่อปริมาตรของแก๊สลดลง ความดันของแก๊สจะเพิ่มขึ้น

รอเบิร์ต บอยล์ (Robert Bolye) นักเคมีชาวอังกฤษ ได้ศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนปริมาตรของแก๊สในปี ค.ศ. 1662 (พ.ศ. 2205) และสรุปเป็นกฎเรียกว่า “กฎของบอยล์” ซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้

 

เมื่ออุณหภูมิและมวลของแก๊สคงที่ ปริมาตรของแก๊สจะแปรผกผันกับความดัน

 

 

คลิกการทดลองกฎของบอยล์

 

REF : http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/boyles_law.swf

 

ถ้าให้ P แทนความดันของแก๊ส V แทนปริมาตรของแก๊ส ความสัมพันธ์ตามกฎของบอยล์เขียนแสดงความสัมพันธ์ได้ดังนี้

                                  V   a   

                                PV   =   k

 

ค่าคงที่ k ในสมการนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ปริมาตร มวลของแก๊ส และลักษณะเฉพาะของแก๊สแต่ละชนิด และจากผลการทดลองพบว่าผลคูณระหว่างปริมาตและความดันของแก๊สมีค่าคงที่เสมอ ดังนั้นถ้าให้ P1 และ V1 เป็นความดันและปริมาตรที่สภาวะที่ 1 จะได้ว่า

                              P1V1   =   k                  ………. (1)

และถ้าให้ P1 และ V1 เป็นความดันและปริมาตรที่สภาวะที่ 1 จะได้ว่า

                              P2V2   =   k                  ………. (2)

         (1)  =  (2)       P1V1   =   P2V2

 

ผลที่ได้จากกฎของบอยล์เมื่อนำมาเขียนกราฟโดยให้ความดันเป็นแกนตั้ง และปริมาตรเป็นแกนนอน จะได้กราฟ

จากกราฟถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไปจะได้กราฟที่มีลักษณะไฮเปอร์โบลา และพบว่าอุณหภูมิยิ่งสูงขึ้น ลักษณะของเส้นกราฟเกือบจะเป็นเส้นตรง

 

 

จากกราฟนี้ กราฟแต่ละเส้นแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดันกับปริมาตรที่ต่างกัน และได้กราฟที่มีลักษณะเป็นเส้นโค้ง ซึ่งไม่สามารถบอกได้ชัดเจนว่าเป็นไปตามกฎของบอยล์หรือไม่ แต่ถ้าเขียนกราฟระหว่างความดันกับส่วนกลับของปริมาตรจะได้กราฟที่เป็นเส้นตรง ซึ่งถ้าหากมีการเบี่ยงเบนเกิดขึ้น เส้นจะเฉออกจากแนวเส้นตรงอย่างเห็นได้ชัด

ตัวอย่างที่ 1     แก๊สจำนวน 15 g มีปริมาตร 10 ลิตร ที่ความดัน 150 mmHg เมื่ออุณหภูมิคงที่  ถ้าเปลี่ยนความดันเป็น 50 mmHg  แก๊สจะมีปริมาตรเท่าใด

วิธีทำ                          P1   =   150  mmHg

                                 P2   =   50   mmHg

                                 V1   =   10   ลิตร

                                 V2   =   ?

         จากสูตร           P1V1   =   P2V2

                        150 x 10   =   50 x V2

                                 V2   =  

                                       =   30   ลิตร

ตัวอย่างที่ 2     แก๊สชนิดหนึ่งมีความดันเริ่มต้นเท่ากับ 200 mmHg  แก๊สชนิดนี้จะมีความดันสุดท้ายเป็นเท่าใดถ้าทำให้แก๊สมีปริมาตรลดลงเป็นครึ่งหนึ่งของปริมาตรเดิมเมื่ออุณหภูมิคงที่

วิธีทำ                          P1   =   200  mmHg

                                 P2   =   ?     mmHg

                                 V1   =   V1 

                                 V2   =  

         จากสูตร           P1V1   =   P2V2

                        200 x V1   =   P2 x

                                  P2   =  

 

                                         =   400  mmHg

 

 

 

คลิกดูการคำนวณเพิ่มเติม

ต้องดาวน์โหลด java

 

 

REF : http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/

http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/simDownload/index4.html

 

Back to TOP

 


 

Home ] Up ] Next ] ทดลองกฏของบอยล์ ] คำนวณกฎของบอยล์ ]

บทเรียน e-Learning นี้ จัดทำโดยครูบุญรอด วงษ์สวาท กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบุรี
ติดต่อประสานงานเกี่ยวกับเว็บไซต์นี้ และแสดงความคิดเห็นถึงเว็บมาสเตอร์
pmpsci@yahoo.com ข้อคิดเห็นจะเป็นกำลังใจให้จัดทำต่อไป.
Copyright © 2009 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรียนพรหมานุสรณ์จังหวัดเพชรบุรี
Last modified: 13/09/2554 22:23:39 +0700
Hit Counter