はじめに:

「近代化学の父」とも呼ばれるロバート・ボイルは、その生涯において物理学と化学の分野で多くの異なる作業を行いました。 1660年、ボイルは科学的なレポート「The Spring and Weight of theAir」を発表し、その中で彼はまず、自分が設計した新しい真空ポンプを使ったさまざまな実験について説明しました。 この関係は、現在では「ボイルの法則」として知られている。 ボイルの法則は、圧力と体積が互いに反比例していることを述べている。 圧力が増加すると体積は減少し、逆に減少すると体積は減少する。 ボイルは、水銀をJ字管に入れ、通常の大気圧より高い圧力と低い圧力の両方で、閉じ込められた気体の体積を測定することによって、この観測を行いました。
目的：
この演習の目的は、ウェブサイトhttp://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta から入手したボイルのオリジナルデータを使って、温度が一定であれば圧力と体積は互いに反比例するというボイルの法則が正しいことを確認することである。
データ：
図1：ボイルのデータ

図2：圧力と体積のグラフ

図3：圧力と体積のグラフ

図4：ボイルの法則
図5：ボイルの法則
図6：ボイルの法則

温度が一定であれば、圧力と体積は互いに反比例するというボイルの法則が正しいことを確認するために、ボイルが 1662 年に使用したデータ テーブルを入手して、彼の発見を発表する必要がありました。 このデータは、ウェブサイトhttp://webserver.lemoyne.edu/faculty/giuntaandから取得され、情報は、Excelのデータテーブルとグラフwasconstructedに配置された。

図2はボイルの最初の実験による圧力対体積のグラフである。 このグラフを作成するためのデータは、図1から取得したものである。 このグラフから、体積が減少すると圧力が増加することがわかる。 R2値0.9978は、傾向線が回帰に非常に近く、完璧にフィットしていることを示している。 このことから、圧力と体積は互いに反比例するというBoyleの結論は正確であることがわかる。 図3は圧力と逆体積のグラフである。 圧力と体積の関係をグラフにした場合、Boyleの法則が正確であれば、グラフは2つの変数が反比例していると仮定して直線関係になります。 R2の値が1であり、直線であることから、Boyleの法則が正しく、圧力と体積が逆相関であることがわかる。 全体として、Boyleのオリジナルデータをグラフ化して分析した結果、温度が一定であれば圧力と体積は反比例の関係にあるという彼の結論が正確であることが明確に示された。 図2、図3はこの事実を示している。 図2では、体積が減少すると、圧力が増加する。 図3では、1つの変数と逆変数の組み合わせで、グラフに示すような一次関数が得られることを示しています。 図2のR2値は完璧に近く、図3のR2値も完璧であり、ボイルの法則が正しく、圧力が体積に反比例している、またはその逆であると結論付けています。