बॉयल-मैरियट कानून. गैस कानून

हम गैस के किसी दिए गए द्रव्यमान की स्थिति को दर्शाने वाले मापदंडों के बीच संबंधों का अध्ययन उन गैस प्रक्रियाओं का अध्ययन करके शुरू करते हैं जो तब होती हैं जब मापदंडों में से एक अपरिवर्तित रहता है। अंग्रेज वैज्ञानिक बॉयल(1669 में) और फ्रांसीसी वैज्ञानिक मैरियट(1676 में) एक नियम की खोज की जो स्थिर तापमान पर गैस की मात्रा में परिवर्तन पर दबाव परिवर्तन की निर्भरता को व्यक्त करता है। आइए निम्नलिखित प्रयोग करें।

हैंडल को घुमाकर हम सिलेंडर ए में गैस (वायु) की मात्रा बदल देंगे (चित्र 11, ए)। दबाव नापने का यंत्र रीडिंग के अनुसार, हम ध्यान दें कि गैस का दबाव भी बदलता है। हम बर्तन में गैस की मात्रा बदल देंगे (मात्रा स्केल बी द्वारा निर्धारित की जाती है) और, दबाव को ध्यान में रखते हुए, हम उन्हें तालिका में लिखेंगे। 1. इससे पता चलता है कि गैस के आयतन और उसके दबाव का गुणनफल लगभग स्थिर था: गैस का आयतन चाहे जितनी बार कम हुआ, उतनी ही बार उसका दबाव बढ़ा।

समान, अधिक सटीक प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह पता चला: एक स्थिर तापमान पर गैस के दिए गए द्रव्यमान के लिए, गैस का दबाव गैस की मात्रा में परिवर्तन के विपरीत अनुपात में बदलता है। यह बॉयल-मैरियट कानून का प्रतिपादन है। गणितीय रूप से, दो राज्यों के लिए इसे इस प्रकार लिखा जाएगा:

स्थिर तापमान पर गैस की अवस्था बदलने की प्रक्रिया कहलाती है समतापीय.बॉयल-मैरियट नियम का सूत्र किसी गैस की समतापीय अवस्था का समीकरण है। स्थिर तापमान पर अणुओं की औसत गति नहीं बदलती है। गैस के आयतन में परिवर्तन से कंटेनर की दीवारों पर अणुओं के प्रभावों की संख्या में परिवर्तन होता है। गैस के दबाव में बदलाव का यही कारण है।

आइए, उदाहरण के लिए, इस मामले के लिए, इस प्रक्रिया को ग्राफ़िक रूप से चित्रित करें वी = 12 एल, पी = 1 पर।. हम भुज अक्ष पर गैस का आयतन और कोटि अक्ष पर उसका दबाव अंकित करेंगे (चित्र 11, बी)। आइए वी और पी के मानों की प्रत्येक जोड़ी के अनुरूप बिंदु खोजें, और उन्हें एक साथ जोड़कर, हम आइसोथर्मल प्रक्रिया का एक ग्राफ प्राप्त करेंगे। स्थिर तापमान पर गैस के आयतन और दबाव के बीच संबंध को दर्शाने वाली रेखा को इज़ोटेर्म कहा जाता है। इज़ोटेर्मल प्रक्रियाएँ अपने शुद्ध रूप में नहीं होती हैं। लेकिन अक्सर ऐसे मामले होते हैं जब गैस का तापमान थोड़ा बदलता है, उदाहरण के लिए, जब एक कंप्रेसर सिलेंडर में हवा पंप करता है, या जब एक दहनशील मिश्रण को आंतरिक दहन इंजन के सिलेंडर में इंजेक्ट किया जाता है। ऐसे मामलों में, गैस की मात्रा और दबाव की गणना बॉयल-मैरियट कानून * के अनुसार की जाती है।

एक निश्चित द्रव्यमान के पदार्थ के स्थूल मापदंडों में से एक में परिवर्तन - दबाव आर,आयतन वी या तापमान टी - अन्य मापदंडों में परिवर्तन का कारण बनता है।

यदि गैस की स्थिति को दर्शाने वाली सभी मात्राएँ एक साथ बदलती हैं, तो प्रयोगात्मक रूप से कोई निश्चित पैटर्न स्थापित करना मुश्किल है। पहले उन प्रक्रियाओं का अध्ययन करना आसान है जिनमें द्रव्यमान और तीन मापदंडों में से एक - आर,वी या टी - अपरिवर्तित ही रहेंगे। तीसरे पैरामीटर के स्थिर मान के साथ समान द्रव्यमान की गैस के दो मापदंडों के बीच मात्रात्मक संबंध को गैस कानून कहा जाता है।

बॉयल-मैरियट कानून

पहला गैस कानून 1660 में अंग्रेजी वैज्ञानिक आर. बॉयल (1627-1691) द्वारा खोजा गया था। बॉयल के काम को "एयर स्प्रिंग के संबंध में नए प्रयोग" कहा गया था। दरअसल, गैस एक संपीड़ित स्प्रिंग की तरह व्यवहार करती है; इसे एक नियमित साइकिल पंप में हवा को संपीड़ित करके सत्यापित किया जा सकता है।

बॉयल ने स्थिर तापमान पर आयतन के फलन के रूप में गैस के दबाव में परिवर्तन का अध्ययन किया। स्थिर तापमान पर थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति को बदलने की प्रक्रिया को इज़ोटेर्मल कहा जाता है (ग्रीक शब्द आइसोस - बराबर, थर्म - गर्मी से)। किसी गैस का एक स्थिर तापमान बनाए रखने के लिए, यह आवश्यक है कि वह एक बड़ी प्रणाली के साथ गर्मी का आदान-प्रदान कर सके जिसमें एक स्थिर तापमान बनाए रखा जाता है - एक थर्मोस्टेट। यदि प्रयोग के दौरान इसके तापमान में उल्लेखनीय परिवर्तन नहीं होता है तो वायुमंडलीय हवा थर्मोस्टेट के रूप में काम कर सकती है।

बॉयल ने पारे के एक स्तंभ द्वारा एक लंबी घुमावदार ट्यूब में फंसी हवा की मात्रा में परिवर्तन देखा (चित्र 3.6, ए)। प्रारंभ में, ट्यूब के दोनों पैरों में पारा का स्तर समान था और हवा का दबाव वायुमंडलीय दबाव (760 मिमी एचजी) के बराबर था। ट्यूब की लंबी कोहनी में पारा जोड़ते समय, बॉयल ने देखा कि हवा की मात्रा आधी हो गई थी जब दोनों कोहनी में स्तर का अंतर बराबर हो गया था। एच = 760 मिमी, और, परिणामस्वरूप, हवा का दबाव दोगुना हो गया (चित्र 3.6, बी)।इससे बॉयल को यह विचार आया कि गैस के दिए गए द्रव्यमान का आयतन और उसका दबाव व्युत्क्रमानुपाती होता है।

ए) बी)

पारे के विभिन्न भागों को जोड़ने पर आयतन में परिवर्तन के आगे के अवलोकन ने इस निष्कर्ष की पुष्टि की।

बॉयल से स्वतंत्र होकर, कुछ समय बाद, फ्रांसीसी वैज्ञानिक ई. मैरियट (1620-1684) भी इसी निष्कर्ष पर पहुंचे। इसलिए, पाए गए कानून को बॉयल-मैरियट कानून कहा गया। इस नियम के अनुसार, स्थिर तापमान पर गैस के दिए गए द्रव्यमान (या मात्रा) का दबाव गैस के आयतन के व्युत्क्रमानुपाती होता है:
.

अगर पी 1 - आयतन पर गैस का दबाव वी 1 , और पी 2 - आयतन पर इसका दबाव वी 2 , वह

(3.5.1)

यह इस प्रकार है कि पी 1 वी एल = पी 2 वी 2 , या

(3.5.2)

पर टी =स्थिरांक.

यदि तापमान में परिवर्तन नहीं होता है तो किसी दिए गए द्रव्यमान की गैस के दबाव और उसके आयतन का गुणनफल स्थिर होता है।

यह नियम किसी भी गैस के साथ-साथ गैसों के मिश्रण (उदाहरण के लिए, वायु) के लिए भी मान्य है।

आप चित्र 3.7 में दिखाए गए उपकरण का उपयोग करके बॉयल-मैरियट कानून की वैधता को सत्यापित कर सकते हैं। सीलबंद नालीदार बर्तन एक दबाव नापने का यंत्र से जुड़ा होता है जो बर्तन के अंदर के दबाव को रिकॉर्ड करता है। स्क्रू को घुमाकर आप बर्तन का आयतन बदल सकते हैं। एक रूलर का उपयोग करके आयतन का अनुमान लगाया जा सकता है। आयतन बदलकर और दबाव मापकर, आप देख सकते हैं कि समीकरण (3.5.2) संतुष्ट है।

अन्य भौतिक कानूनों की तरह, बॉयल-मैरियट कानून अनुमानित है। वायुमंडलीय दबाव से कई सौ गुना अधिक दबाव पर, इस नियम से विचलन महत्वपूर्ण हो जाता है।

दबाव बनाम आयतन के ग्राफ पर, गैस की प्रत्येक अवस्था एक बिंदु से मेल खाती है।

इज़ोटेर्म्स

आयतन के आधार पर गैस के दबाव को बदलने की प्रक्रिया को इज़ोटेर्म नामक वक्र का उपयोग करके ग्राफिक रूप से दर्शाया गया है (चित्र 3.8)। गैस इज़ोटेर्म दबाव और आयतन के बीच व्युत्क्रम संबंध को व्यक्त करता है। इस प्रकार के वक्र को हाइपरबोला कहा जाता है। अलग-अलग इज़ोटेर्म अलग-अलग स्थिर तापमान के अनुरूप होते हैं, क्योंकि एक ही आयतन पर उच्च तापमान उच्च दबाव* से मेल खाता है। इसलिए, उच्च तापमान के अनुरूप इज़ोटेर्म टी2, निम्न तापमान t 1 के अनुरूप समताप रेखा के ऊपर स्थित है।

* इस पर बाद में अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।

कानून इस प्रकार तैयार किया गया है: गैस के किसी दिए गए द्रव्यमान की मात्रा और एक स्थिर तापमान पर उसके दबाव का उत्पाद एक स्थिर मूल्य है। गणितीय रूप से इस नियम को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

पी 1 वी 1 = पी 2 वी 2 यापीवी = स्थिरांक (1)

बॉयल-मैरियट नियम से निम्नलिखित परिणाम निकलते हैं: स्थिर तापमान पर गैस का घनत्व और सांद्रता सीधे उस दबाव के समानुपाती होती है जिसके तहत गैस स्थित है:

(2);
(3) ,

कहाँ डी 1 - घनत्व, सी 1 - दबाव पी 1 के तहत गैस एकाग्रता; डी 2 और C 2 दबाव P 2 के अंतर्गत संगत मान हैं।

उदाहरण 1। 0.02 मीटर 3 की क्षमता वाले एक गैस सिलेंडर में 20 एटीएम के दबाव में गैस होती है। यदि सिलेंडर का वाल्व बिना तापमान बदले खोला जाए तो गैस कितना आयतन घेरेगी? अंतिम दबाव 1 एटीएम.

उदाहरण 2.संपीड़ित हवा को 10 m3 की मात्रा के साथ एक गैस धारक (गैस संग्रह टैंक) में आपूर्ति की जाती है। यदि कंप्रेसर 1 एटीएम के दबाव पर प्रति मिनट 5.5 मीटर 3 वायुमंडलीय हवा खींचता है तो इसे 15 एटीएम के दबाव तक पंप करने में कितना समय लगेगा? तापमान स्थिर माना जाता है।

उदाहरण 3. 4 एटीएम के दबाव में 112 ग्राम नाइट्रोजन 20 लीटर की मात्रा घेरती है। क्या दबाव डाला जाना चाहिए ताकि नाइट्रोजन सांद्रता 0.5 mol/l हो जाए, बशर्ते कि तापमान अपरिवर्तित रहे?

1.1.2 गे-लुसाक और चार्ल्स के नियम

गे-लुसाक ने पाया कि स्थिर दबाव पर, 1°C के तापमान में वृद्धि के साथ, गैस के दिए गए द्रव्यमान का आयतन 0°C पर उसके आयतन का 1/273 बढ़ जाता है।

गणितीय रूप से, यह कानून लिखा गया है:

(4) ,

कहाँ वीतापमान t°С पर गैस की मात्रा, a वी 0 – 0°C पर गैस का आयतन.

चार्ल्स ने दिखाया कि गैस के किसी दिए गए द्रव्यमान का दबाव, जब स्थिर आयतन पर 1°C गर्म किया जाता है, तो 0°C पर गैस के दबाव का 1/273 बढ़ जाता है। गणितीय रूप से, यह कानून इस प्रकार लिखा गया है:

(5) ,

जहां P 0 और P क्रमशः 0С और tС तापमान पर गैस के दबाव हैं।

सेल्सियस स्केल को केल्विन स्केल से प्रतिस्थापित करते समय, उनके बीच संबंध T = 273 + द्वारा स्थापित किया जाता है टी, गे-लुसाक और चार्ल्स के नियमों के सूत्रों को काफी सरल बनाया गया है।

गे-लुसाक का नियम:स्थिर दबाव पर, गैस के दिए गए द्रव्यमान का आयतन उसके पूर्ण तापमान के सीधे आनुपातिक होता है:

(6) .

चार्ल्स का नियम:स्थिर आयतन पर, गैस के किसी दिए गए द्रव्यमान का दबाव उसके पूर्ण तापमान के सीधे आनुपातिक होता है:

(7) .

गे-लुसाक और चार्ल्स के नियमों से यह निष्कर्ष निकलता है कि स्थिर दबाव पर किसी गैस का घनत्व और सांद्रता उसके पूर्ण तापमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है:

(8) ,
(9) .

कहाँ डी 1 और सी 1 - पूर्ण तापमान टी 1 पर गैस का घनत्व और सांद्रता, डी 2 और C 2 निरपेक्ष तापमान T 2 पर संगत मान हैं।

उदाहरण 4. 20ºC पर गैस का आयतन 20.4 ml है। यदि दबाव स्थिर रहता है तो 0°C तक ठंडा होने पर गैस कितना आयतन घेरेगी?

रस्मीईपी 5. 9°C पर, ऑक्सीजन सिलेंडर के अंदर दबाव 94 atm था। गणना करें कि यदि तापमान 27ºC तक बढ़ गया तो सिलेंडर में दबाव कितना बढ़ गया?

उदाहरण 6.क्लोरीन गैस का घनत्व 0ºСऔर दबाव 760 मिमी एचजी। कला। 3.220 ग्राम/लीटर के बराबर। क्लोरीन को एक आदर्श गैस मानते हुए 27ºС पर समान दबाव पर उसका घनत्व ज्ञात कीजिए।

उदाहरण 7.सामान्य परिस्थितियों में, कार्बन मोनोऑक्साइड की सांद्रता 0.03 kmol/m3 होती है। गणना करें कि किस तापमान पर 10 मीटर 3 कार्बन मोनोऑक्साइड का द्रव्यमान 7 किलोग्राम के बराबर होगा?

संयुक्त बॉयल-मैरियट-चार्ल्स-गे-लुसाक कानून।

इस नियम का सूत्रीकरण: गैस के किसी दिए गए द्रव्यमान के लिए, गैस में होने वाले सभी परिवर्तनों के लिए दबाव और आयतन का निरपेक्ष तापमान से विभाजित उत्पाद स्थिर होता है। गणितीय संकेतन:

(10)

जहां V 1 आयतन है और P 1 निरपेक्ष तापमान T 1 पर गैस के दिए गए द्रव्यमान का दबाव है , वि 2 - आयतन और पी 2 - निरपेक्ष तापमान टी 2 पर गैस के समान द्रव्यमान का दबाव।

एकीकृत गैस कानून के सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक है "गैस की मात्रा को सामान्य स्थिति में लाना।"

उदाहरण 8. 15°C पर गैस और दबाव 760 mmHg। कला। 2 लीटर की मात्रा लेता है। गैस की मात्रा को सामान्य स्थिति में लाएँ।

ऐसी गणनाओं को सुविधाजनक बनाने के लिए, आप तालिकाओं में दिए गए रूपांतरण कारकों का उपयोग कर सकते हैं।

उदाहरण 9.पानी के ऊपर गैसोमीटर में 23 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 781 मिमी एचजी के दबाव पर 7.4 लीटर ऑक्सीजन है। कला। इस तापमान पर जलवाष्प का दबाव 21 mmHg है। कला। सामान्य परिस्थितियों में गैसोमीटर में ऑक्सीजन कितना आयतन घेरेगी?

थर्मोडायनामिक सिस्टम का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने पाया है कि सिस्टम के एक मैक्रोपैरामीटर में बदलाव से बाकी हिस्सों में बदलाव होता है। उदाहरण के लिए, रबर की गेंद को गर्म करने पर उसके अंदर दबाव बढ़ने से उसका आयतन बढ़ जाता है; किसी ठोस के तापमान में वृद्धि से उसके आकार आदि में वृद्धि होती है।

ये निर्भरताएँ काफी जटिल हो सकती हैं। इसलिए, पहले हम सबसे सरल थर्मोडायनामिक सिस्टम के उदाहरण का उपयोग करके मैक्रोपैरामीटर के बीच मौजूदा कनेक्शन पर विचार करेंगे, उदाहरण के लिए, दुर्लभ गैसों के लिए। उनके लिए भौतिक राशियों के बीच प्रयोगात्मक रूप से स्थापित कार्यात्मक संबंधों को कहा जाता है गैस कानून.

रॉबर्ट बॉयल (1627-1691)। एक प्रसिद्ध अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ जिन्होंने हवा के गुणों (हवा का द्रव्यमान और लोच, इसकी दुर्लभता की डिग्री) का अध्ययन किया। अनुभव से पता चला है कि पानी का क्वथनांक पर्यावरण के दबाव पर निर्भर करता है। उन्होंने ठोस पदार्थों की लोच, हाइड्रोस्टैटिक्स, प्रकाश और विद्युत घटनाओं का भी अध्ययन किया और पहली बार सफेद प्रकाश के जटिल स्पेक्ट्रम के बारे में एक राय व्यक्त की। "रासायनिक तत्व" की अवधारणा का परिचय दिया।

प्रथम गैस नियम की खोज अंग्रेज वैज्ञानिक आर. ने की थी। बॉयलम 1662 में वायु की लोच का अध्ययन करते समय। उन्होंने एक लंबी मुड़ी हुई कांच की ट्यूब ली, जिसे एक सिरे से बंद कर दिया था, और उसमें पारा तब तक डालना शुरू किया जब तक कि छोटी कोहनी में हवा की एक छोटी सी बंद मात्रा न बन जाए (चित्र 1.5)। फिर उन्होंने ट्यूब के सीलबंद सिरे में हवा की मात्रा और बाईं कोहनी में पारे द्वारा बनाए गए दबाव के बीच संबंध का अध्ययन करते हुए, लंबी कोहनी में पारा जोड़ा। वैज्ञानिक की यह धारणा कि उनके बीच एक निश्चित संबंध है, की पुष्टि की गई। प्राप्त परिणामों की तुलना करते हुए, बॉयलनिम्नलिखित स्थिति तैयार की गई:

स्थिर तापमान पर गैस के दिए गए द्रव्यमान के दबाव और आयतन के बीच विपरीत संबंध होता है:पी~1/वी

एडम मैरियट

ईडीएम मैरियट(1620—1684) . फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जिन्होंने तरल पदार्थ और गैसों के गुणों, लोचदार पिंडों के टकराव, पेंडुलम दोलनों और प्राकृतिक ऑप्टिकल घटनाओं का अध्ययन किया। उन्होंने स्थिर तापमान पर गैसों के दबाव और आयतन के बीच संबंध स्थापित किया और इसके आधार पर विभिन्न अनुप्रयोगों को समझाया, विशेष रूप से, बैरोमीटर रीडिंग का उपयोग करके किसी क्षेत्र की ऊंचाई कैसे पता करें। यह सिद्ध हो चुका है कि जमने पर पानी का आयतन बढ़ जाता है।

थोड़ी देर बाद, 1676 में, फ्रांसीसी वैज्ञानिक ई. मैरियटआर. बॉयल से स्वतंत्र होकर, उन्होंने आम तौर पर गैस कानून तैयार किया, जिसे अब कहा जाता है बॉयल-मैरियट कानून.उनके अनुसार, यदि एक निश्चित तापमान पर गैस का एक निश्चित द्रव्यमान एक आयतन घेर लेता है वि 1दबाव में पी1,और किसी अन्य अवस्था में उसी तापमान पर इसका दबाव और आयतन बराबर होता है पी2और वी 2,तो निम्नलिखित संबंध सत्य है:

पी 1 /पी 2=वी 2 /वि 1या पी 1वि 1 = पी2वि 2.

बॉयल-मैरियट कानून : यदि स्थिर तापमान पर एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप गैस एक अवस्था से बदल जाती है (पी 1 औरवी 1)दूसरे करने के लिए (पी2आईवी 2),तो स्थिर तापमान पर गैस के दिए गए द्रव्यमान के दबाव और आयतन का गुणनफल स्थिर होता है:

पीवी = स्थिरांक.साइट से सामग्री

स्थिर तापमान पर होने वाली थर्मोडायनामिक प्रक्रिया कहलाती है इज़ोटेर्माल(जीआर से। आइसोस - बराबर, थर्म - गर्मी)। समन्वय तल पर ग्राफ़िक रूप से पीवीइसे अतिशयोक्ति नामक अतिशयोक्ति द्वारा दर्शाया जाता है इज़ोटेर्म(चित्र 1.6)। अलग-अलग इज़ोटेर्म अलग-अलग तापमान के अनुरूप होते हैं - तापमान जितना अधिक होगा, समन्वय तल पर तापमान उतना ही अधिक होगा पीवीएक अतिपरवलय है (टी 2 >टी 1).यह स्पष्ट है कि समन्वय तल पर पीटीऔर वीटीसमतापी रेखाओं को तापमान अक्ष के लंबवत सीधी रेखाओं के रूप में दर्शाया गया है।

बॉयल-मैरियट कानून इंस्टॉल गैस के दबाव और आयतन के बीच संबंधइज़ोटेर्माल प्रक्रियाओं के लिए: स्थिर तापमान पर, गैस के दिए गए द्रव्यमान का आयतन V उसके दबाव के व्युत्क्रमानुपाती होता है पी।

आइए अब हम इस प्रश्न के अधिक विस्तृत अध्ययन की ओर बढ़ते हैं कि यदि गैस का तापमान अपरिवर्तित रहता है और केवल गैस का आयतन बदलता है तो गैस के एक निश्चित द्रव्यमान का दबाव कैसे बदलता है। यह तो हम पहले ही पता लगा चुके हैं इज़ोटेर्मालप्रक्रिया इस शर्त के तहत की जाती है कि गैस के आसपास के पिंडों का तापमान स्थिर है और गैस की मात्रा इतनी धीरे-धीरे बदलती है कि प्रक्रिया के किसी भी क्षण गैस का तापमान आसपास के पिंडों के तापमान से भिन्न नहीं होता है। . इस प्रकार हम यह प्रश्न उठाते हैं: किसी गैस की अवस्था में समतापीय परिवर्तन के दौरान आयतन और दबाव एक दूसरे से कैसे संबंधित होते हैं? दैनिक अनुभव हमें सिखाता है कि जब गैस के एक निश्चित द्रव्यमान का आयतन घटता है, तो उसका दबाव बढ़ जाता है। इसका एक उदाहरण सॉकर बॉल, साइकिल या कार के टायर को फुलाते समय लोच में वृद्धि है। प्रश्न उठता है: यदि गैस का तापमान अपरिवर्तित रहता है तो आयतन में कमी के साथ गैस का दबाव वास्तव में कैसे बढ़ता है?

इस प्रश्न का उत्तर 17वीं शताब्दी में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ रॉबर्ट बॉयल (1627-1691) और फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ईडन मैरियट (1620-1684) द्वारा किए गए शोध से मिला था।

गैस की मात्रा और दबाव के बीच संबंध स्थापित करने वाले प्रयोगों को पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है: एक ऊर्ध्वाधर स्टैंड पर , डिवीजनों से सुसज्जित, ग्लास ट्यूब हैं एऔर में,एक रबर ट्यूब सी द्वारा जुड़ा हुआ है। ट्यूबों में पारा डाला जाता है। ट्यूब बी शीर्ष पर खुला है, और ट्यूब ए में एक नल है। आइए इस नल को बंद कर दें, इस प्रकार हवा का एक निश्चित द्रव्यमान ट्यूब में बंद हो जाएगा एक।जब तक हम ट्यूबों को नहीं हिलाते, दोनों ट्यूबों में पारे का स्तर समान रहता है। इसका मतलब है कि ट्यूब में फंसी हवा का दबाव ए,परिवेशी वायु दबाव के समान।

चलो अब धीरे से फ़ोन उठाते हैं में. हम देखेंगे कि दोनों ट्यूबों में पारा बढ़ेगा, लेकिन समान रूप से नहीं: ट्यूब में मेंपारा का स्तर हमेशा ए से अधिक होगा। यदि आप ट्यूब बी को नीचे करते हैं, तो दोनों कोहनियों में पारा का स्तर कम हो जाता है, लेकिन ट्यूब में मेंकी तुलना में कमी अधिक है एक।ट्यूब में फंसी हवा का आयतन ए,ट्यूब डिवीजनों द्वारा गिना जा सकता है एक।इस हवा का दबाव वायुमंडलीय दबाव से पारे के एक स्तंभ के दबाव से भिन्न होगा, जिसकी ऊंचाई ट्यूब ए और बी में पारे के स्तर के अंतर के बराबर है। फ़ोन उठा रहा हूँ मेंपारा स्तंभ का दबाव वायुमंडलीय दबाव में जोड़ा जाता है। A में वायु का आयतन कम हो जाता है। जब हैंडसेट बंद हो जाता है मेंइसमें पारा का स्तर ए से कम हो जाता है, और पारा स्तंभ का दबाव वायुमंडलीय दबाव से घटा दिया जाता है; वायु की मात्रा ए में

तदनुसार बढ़ता है। ट्यूब ए में बंद हवा के दबाव और आयतन के लिए इस प्रकार प्राप्त मूल्यों की तुलना करने पर, हम आश्वस्त हो जाएंगे कि जब हवा के एक निश्चित द्रव्यमान का आयतन एक निश्चित संख्या में बढ़ जाता है, तो उसका दबाव उसी मात्रा में कम हो जाता है। , और इसके विपरीत। हमारे प्रयोगों में ट्यूब में हवा का तापमान स्थिर माना जा सकता है। इसी तरह के प्रयोग अन्य गैसों के साथ भी किए जा सकते हैं। परिणाम समान हैं। इसलिए,

स्थिर तापमान पर गैस के एक निश्चित द्रव्यमान का दबाव गैस के आयतन के व्युत्क्रमानुपाती होता है (बॉयल-मैरियट नियम)।दुर्लभ गैसों के लिए, बॉयल-मैरियट कानून काफी हद तक संतुष्ट है

शुद्धता। अत्यधिक संपीड़ित या ठंडी गैसों के लिए, इस नियम से ध्यान देने योग्य विचलन पाए जाते हैं। बॉयल-मैरियट नियम को व्यक्त करने वाला सूत्र।