Indledning:

Robert Boyle, der også omtales som “Fader til den moderne kemi”, udførte i sin levetid en masse forskelligt arbejde inden for fysik og kemi. I 1660 udgav Boyle en videnskabelig rapport, The Spring and Weight of theAir, hvori han først beskrev forskellige eksperimenter, som han lavede ved hjælp af en ny vakuumpumpe, som han havde designet.
I 1662 udgav Boyle sin anden version af The Spring and Weight of the Air.
I denne version beskrev han med hjælp fra sin assistent Robert Hooke det omvendte forhold mellem tryk og volumen. Dennerelation er nu kendt som Boyles lov. Boyles lov fastslår, at tryk og volumen er omvendt proportionale med hinanden. Når trykket stiger, mindskes volumenet og omvendt. Han gjorde disse observationer ved at bruge kviksølv i et J-rør og foretog målinger af volumenet af den indespærrede gas ved tryk både højere og lavere end det normale atmosfæriske tryk.
Boyle udtrykte sine resultater i et forhold, der er kendt som Boyles sekvensering: P1V1= P2V2 under forudsætning af, at temperaturen forbliver konstant.
Søgsmål:
Søgsmålet med denne øvelse er at bruge Boyles originale data fra hjemmesidenhttp://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta til at verificere, at Boyles lov, der siger, at tryk og volumen er omvendt proportionale med hinanden under forudsætning af, at temperaturen forbliver konstant, er sand.
Data:
Figur 1: Boyles data

Figur 2: Kurve over tryk vs. volumen

Figur 3: Kurve over tryk vs. volumen

Figur 3: Kurve over tryk vs. volumen

Figur 4: Kurve over tryk vs. volumen Omvendt volumen

Analyse:

For at verificere Boyles lov, der siger, at tryk og volumen er omvendt proportionale med hinanden under forudsætning af, at temperaturen forbliver konstant, var jeg nødt til at skaffe mig en datatabel, som Boyle brugte i 1662 til at præsentere sine resultater. Disse data blev indhentet fra webstedet http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giuntaand, oplysningerne blev indsat i en Excel-datatatabel, og der blev opstillet en graf.

Figur 2 er en graf over tryk mod volumen fra Boyles oprindelige forsøg. Dataene til at skabe denne graf blev taget fra figur 1. Grafen viser, at trykket stiger, efterhånden som volumenet falder. R2-værdien på 0,9978 viser, at tendenslinjen passer meget tæt på perfekt til regressionen. Da tendenslinjen passer til regressionen, viser det, at Boyles konklusion om, at tryk og volumen er omvendt proportionale med hinanden, er korrekt. Figur 3 er en graf over tryk mod omvendt volumen. Hvis Boyle’s lov er korrekt, når man viser en graf over tryk mod omvendt volumen, vil grafen have et lineært forhold, hvis man antager, at de to variabler er omvendt relateret til hinanden. R2-værdien på 1 og den lineære linje viser, at Boyles lov er sand, og at tryk og volumen er omvendt relateret. Samlet set viser analysen af Boyles oprindelige data, der blev præsenteret i grafisk form, tydeligt, at hans konklusion om, at tryk og volumen hænger omvendt sammen under forudsætning af, at temperaturen er konstant, er korrekt. Både figur 2 og 3 viser denne kendsgerning. I figur 2 stiger trykket i takt med, at volumenet falder, mens trykket stiger. Figur 3 viser, at en variabel i forhold til en omvendt variabel vil give en lineær funktion, som er vist i grafen. R2-værdien fra figur 2 er tæt på perfekt, og R2-værdien for figur 3 er perfekt, hvilket også konkluderer, at Boyles lov er korrekt, og at trykket er omvendt proportionalt med volumen eller omvendt.