Úvod:

Robert Boyle, který je také označován jako „otec moderní chemie“, vykonal během svého života mnoho různých prací v oblasti fyziky a chemie. V roce 1660 Boyle publikoval vědeckouzprávu The Spring and Weight ofAir, v níž nejprve popsal různé experimenty, které vytvořil pomocí nové vývěvy, kterou zkonstruoval.
V roce 1662 Boyle publikoval svou druhou verzi knihy The Spring and Weight of the Air, v níž s pomocí svého asistenta Roberta Hooka popsal inverzní vztah mezi tlakem a objemem. Tento vztah je dnes známý jako Boylův zákon. Boyleův zákon říká, že tlak a objem jsou navzájem nepřímo úměrné. S rostoucím tlakem se objem zmenšuje a naopak. Tato pozorování provedl pomocí rtuti v J-trubičce a provedl měření objemu zachyceného plynu při tlacích vyšších i nižších, než je normální atmosférický tlak.
Boyle vyjádřil své výsledky vztahem, který je znám jako Boyleova sekvence:
Cíl:
Účelem tohoto cvičení je s využitím Boyleových původních dat získaných z webových stránekhttp://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta ověřit, že Boyleův zákon, který říká, že tlak a objem jsou nepřímo úměrné za předpokladu, že teplota zůstává konstantní, je pravdivý. Obrácený objem

Analýza:

Abych ověřil, že Boylův zákon, který říká, že tlak a objem jsou navzájem nepřímo úměrné za předpokladu, že teplota zůstává konstantní, je přesný, potřeboval jsem získat tabulku s údaji, kterou Boyle použil v roce 1662 k prezentaci svých zjištění. Tato data byla získána z webových stránek http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giuntaand, informace byly vloženy do datové tabulky v programu Excel a byl zkonstruován graf.

Na obrázku 2 je graf závislosti tlaku na objemu z Boyleova původního experimentu. Data pro vytvoření tohoto grafu byla převzata z obrázku 1. Graf ukazuje, že s klesajícím objemem roste tlak. Hodnota R2 0,9978 ukazuje, že trendová čára odpovídá regresi velmi blízko k dokonalosti. Jelikož trendová čára odpovídá regresi, ukazuje to, že Boyleův závěr, že tlak a objem jsou navzájem nepřímo úměrné, je přesný. Na obrázku 3 je graf závislosti tlaku na inverzním objemu. Pokud je Boyleův zákon přesný, bude mít graf závislosti tlaku na inverzním objemu lineární závislost za předpokladu, že obě veličiny jsou v nepřímém vztahu. Hodnota R2 1 a lineární přímka ukazují, žeBoyleův zákon je pravdivý a že tlak a objem jsou v nepřímém vztahu. Celkově lze říci, že analýza Boyleových původních dat prezentovaná ve formě grafu jasně ukazuje, že jeho závěr, že tlak a objem jsou v nepřímém vztahu za předpokladu, že teplota je konstantní, je přesný. Obrázek 2 i obrázek 3 tuto skutečnost dokládají. Na obrázku 2 se s klesajícím objemem zvyšuje tlak. Na obrázku 3 ukazuje, že jedna proměnná versus inverzní proměnná dá lineární funkci, která je znázorněna v grafu. Hodnota R2 z obrázku 2 je téměř dokonalá a hodnota R2 pro obrázek 3 je dokonalá, což také vede k závěru, že Boyleův zákon je správný a tlak je nepřímo úměrný objemu nebo naopak.