Introduzione:

Robert Boyle che è anche indicato come “Padre della Chimica Moderna” ha fatto molti lavori diversi nel campo della fisica e della chimica durante la sua vita. Nel 1660, Boyle pubblicò una relazione scientifica, The Spring and Weight of theAir, in cui descriveva diversi esperimenti che aveva creato utilizzando una nuova pompa a vuoto da lui progettata.
Nel 1662, Boyle pubblicò la sua seconda versione di The Spring and Weight of the Air, con l’aiuto del suo assistente Robert Hooke, in cui descriveva la relazione inversa tra pressione e volume. Questa relazione è ora conosciuta come Legge di Boyle. La legge di Boyle afferma che la pressione e il volume sono inversamente proporzionali l’uno all’altro. Quando la pressione aumenta il volume diminuisce e viceversa. Egli fece queste osservazioni usando Mercurio in un tubo J e fece misurazioni del volume del gas intrappolato a pressioni sia superiori che inferiori alla normale pressione atmosferica.
Boyle espresse i suoi risultati in una relazione che è nota come sequenza di Boyle: P1V1= P2V2assumendo che la temperatura rimanga costante.
Scopo:
Lo scopo di questo esercizio è utilizzare i dati originali di Boyle ottenuti dal sito webhttp://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta per verificare che la legge di Boyle che afferma che pressione e volume sono inversamente proporzionali l’uno all’altro assumendo che la temperatura rimanga costante è vera.
Dati:
Figura 1: Dati di Boyle

Figura 2: Grafico pressione vs. volume

Figura 3: Pressione vs. Volume inverso

Analisi:

Per verificare la legge di Boyle che afferma che la pressione e il volume sono inversamente proporzionali l’uno all’altro assumendo che la temperatura rimanga costante è accurata, ho avuto bisogno di ottenere una tabella di dati che Boyle ha usato nel 1662 per presentare i suoi risultati. Questi dati sono stati ottenuti dal sito web http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giuntaand le informazioni sono state inserite in una tabella dati excel ed è stato costruito un grafico.

La figura 2 è un grafico della pressione contro il volume dell’esperimento originale di Boyle. I dati per creare questo grafico sono stati presi dalla figura 1. Il grafico mostra che quando il volume diminuisce la pressione aumenta. Il valore R2 di 0,9978 mostra che la linea di tendenza si adatta alla regressione molto vicina alla perfezione. Se la linea di tendenza si adatta alla regressione, ciò dimostra che la conclusione di Boyle, secondo cui pressione e volume sono inversamente proporzionali l’uno all’altro, è accurata. La figura 3 è un grafico della pressione contro il volume inverso. Se la legge di Boyle è accurata quando si fa il grafico della pressione contro l’inverso del volume, il grafico avrà una relazione lineare assumendo che le due variabili siano inversamente correlate. Il valore R2 di 1 e la linea lineare mostrano che la legge di Boyle è vera e che pressione e volume sono inversamente correlati. Nel complesso, l’analisi dei dati originali di Boyle, presentati sotto forma di grafico, mostra chiaramente che la sua conclusione che pressione e volume sono inversamente correlati assumendo che la temperatura sia costante è accurata. Le figure 2 e 3 dimostrano questo fatto. Nella figura 2, mentre il volume diminuisce, la pressione aumenta. Nella figura 3 mostra che una variabile contro una variabile inversa produce una funzione lineare che è mostrata nel grafico. Il valore R2 della figura 2 è vicino alla perfezione e il valore R2 della figura 3 è perfetto, il che conclude anche che la legge di Boyle è corretta e la pressione è inversamente proporzionale al volume o viceversa.