人間は日常生活の中で、料理からニーズの創出まで、さまざまな活動でガスを必要としています。ガス状の形態は見づらいですが、独特の匂いのある形態で容易に認識できます。何世紀も前からガスに関する多くの研究が行われており、そのうちの1つは、後にボイルの法則を生み出したロバート・ボイルによるものでした。
ボイルの法則は、この最初の気体の法則を提唱することに成功した彼の実験の結果を参照して、1662年にこの英国の科学者によって造られました。ここで、ボイルの法則は、圧力とガスの体積の関係を説明する物理法則です。
ボイルの法則では、閉鎖空間内のガス圧の理論は、「温度が変化しなければ、閉鎖空間内のガスの圧力と体積の積は常に一定のままである」と結論付けられています。一方、ボイルの法則は次の方程式を持っています
P1.V1 = P2.V2
説明:
P1 =初期空気圧; P2 =最終空気圧
V1 =初期風量; V2 =最終風量
それ以外にも、自転車のポンプや注射器など、日常生活でボイルの法則に基づいて機能するツールの例がいくつかあります。
真空計
また、密閉空間内のガス圧を測定するためのマノメーターと呼ばれる装置があります。このツールは、両端が開いたU字型で、チューブの一方の端が常に外気に接続されているため、圧力は大気圧と同じになります。もう一方の端は、圧力が測定される部屋に接続されています。
(また読む:質量保存の法則を理解する)
測定されたガス圧が大気圧よりも小さい場合、ガス圧は大気圧からUパイプ内の水銀の高さの差を引いたものに等しくなり、逆もまた同様です。ここで、このガスの圧力は、式Pgas = Patm±hで計算できます。
情報 :
Pgas =測定された空気圧; Patm =大気圧
h =ガスが入った後の水銀レベルの差
+ =気柱の高さが管柱よりも高い場合
_ =気柱の高さが管柱よりも低い場合