Boyle - Mariottes lov

I et fælles arbejde med Robert Hooke forbedrede Robert Boyle i 1650-erne luftpumpen, som oprindelig var opfundet af Otto von Guericke. Den nye luftpumpe gjorde det muligt at finde nye fysiske egenskaber ved luft. Den vigtigste af disse var Boyle-Mariottes lov. Loven har det navn, fordi den franske fysiker Edme Mariotte senere, men uafhængigt af Boyle, publicerede loven.

Med støtte i billedet til højre, vil vi nu beskrive lovens indhold. Loven handler om en bestemt portion luft, som bliver opbevaret i en konstant temperatur. På billedet er luften lukket inde under et stempel. Stemplet kan bevæges op og ned, så rumfanget V kan variere fra 5 liter og ned til næsten 0. Vi forestiller os, at vi løbende kan måle trykket P under stemplet. Trykket er naturligvis højest, når stemplet er langt nede. Trykket måles i atmosfærer, hvor 1 atm. er atmosfærens normale tryk. Vi foretager nu en lang række målinger, hvor vi for hver stilling af stemplet, svarende til et rumfang V måler trykket P. For hver måling sætter vi en prik i koordinatsystemet til højre på der sted, der svarer til V,P. På figuren har vi vist det eksempel, hvor rumfanget er valgt til 1,25 liter, og hvor trykket viste sig at blive 4 atm.

På den måde får vi tegnet kurven på figuren, den kaldes en hyperbel. Opdagelsen er nu, at for hvert punkt på kurven er produktet P·V=5. Hvis man laver et nyt forsøg med en større eller mindre luftmængde, får man en lignende kurve og produktet P·V får en ny konstant værdi. Vi har altså

Boyle-Mariottes lov: For en afspærret mængde luft, der opbevares under konstant temperatur, er produktet af tryk og rumfang konstant.

Set fra vore dages synspunkt ser dette meget simpelt ud. Grunden til, at man ikke fandt resultatet før er nok først og fremmest, at man ikke tidligere kunne måle trykket i en afspærret luftmasse. Nogle kilder hævder, at Boyle fandt loven, dog uden at nævne noget om temperaturen, og at Mariotte blev klar over at det var en forudsætning, at temperaturen er konstant. Boyle opdagede også, at når man stiller en skål lunkent vand under luftpumpens klokke, så begynder vandet at koge, når man pumper luften ud.

Hvis du støder på et ord, hvis betydning du ikke kender, så søg på ordet.