De wet van Boyle: Wat is dat precies?

Je bent de wet van Boyle misschien al wel eens tegengekomen in je natuurkunde- of scheikundeboek.

Maar wat is het nou eigenlijk precies?

De wet van Boyle is eigenlijk een formule die het verband uitlegt tussen de druk en het volume. Je kan de wet toepassen voor ideale gassen. Dit zijn gassen waarbij de moleculen naast botsingen onderling geen krachten met elkaar uitwisselen. De volgende formule hoort erbij:

pV = constant

Deze formule is eigenlijk een versimpeling van de algemene gaswet in de situatie dat de temperatuur constant blijft. De algemene gaswet heeft de volgende formule:

pV = nRT

n en R zijn allebei constanten, en als T dus ook constant blijft, kom je tot de conclusie dat de druk keer het volume dus constant moet zijn. Het gevolg hiervan is dat wanneer het volume twee keer zo groot wordt, de druk twee keer zo klein moet worden! Andersom is het ook zo dat als het volume twee keer zo klein wordt, de druk twee keer zo groot moet worden. Je hebt dus een omgekeerd evenredig verband tussen p en V: als de druk heel klein is, is het volume heel groot, maar andersom ook.

Voorbeeld

Je blaast een ballon op. In het begin is de ballen nog heel klein en is het volume slechts 0,2 liter. Op dat moment is de druk 1 bar. Maar al snel wordt de ballon groter, en op gegeven moment is het volume 20 liter. Het volume is 100 keer zo groot geworden, want 20/0,2=100. De druk is dan dus 100 keer kleiner geworden: p = 1/100 = 0,1 bar. Je kan controleren dat dit klopt, want voor het opblazen heb je p _ V = 1 _ 0,2 = 0,2 en na het opblazen heb je p _ V = 0,01 _ 20 = 0,2.

Oefenvraag

Je hebt een lege fietsband en die ga je oppompen. Voor het pompen meet je een druk van 1,2 bar en heeft de fietsband een volume van 20 cm^3. Na het oppompen is het volume van je fietsband 30 cm^3. Wat is nu de druk?

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

Wat is druk?

Het botsendedeeltjesmodel

Rekenen met dichtheid