Introduktion:

Robert Boyle, som också kallas ”den moderna kemins fader”, utförde många olika arbeten inom fysik och kemi under sin livstid. År 1660 publicerade Boyle en vetenskaplig rapport, The Spring and Weight of the Air, där han först beskrev olika experiment som han utförde med hjälp av en ny vakuumpump som han konstruerat.
År 1662 publicerade Boyle sin andra version av The Spring and Weight of the Air.
I denna version beskrev han, med hjälp av sin assistent Robert Hooke, det omvända förhållandet mellan tryck och volym. Detta förhållande är nu känt som Boyles lag. Boyles lag säger att tryck och volym är omvänt proportionella mot varandra. När trycket ökar minskar volymen och vice versa. Han gjorde dessa observationer genom att använda kvicksilver i ett J-rör och gjorde mätningar av volymen av den instängda gasen vid tryck som var både högre och lägre än det normala atmosfäriska trycket.
Boyle uttryckte sina resultat i ett förhållande som är känt som Boyles sekvens: P1V1= P2V2 under förutsättning att temperaturen förblir konstant.
Syfte:
Syftet med denna övning är att med hjälp av Boyles originaldata från webbplatsenhttp://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta verifiera att Boyles lag som säger att tryck och volym är omvänt proportionella mot varandra under förutsättning att temperaturen förblir konstant är sann.
Data:
Figur 1: Boyles data

Figur 2: Diagram över tryck mot volym

Figur 3: Diagram över tryck mot volym

Figur 3: Diagram över tryck mot volym

. Invers volym

Analys:

För att verifiera Boyles lag som säger att tryck och volym är omvänt proportionella mot varandra under förutsättning att temperaturen är konstant, behövde jag få tag på en datatabell som Boyle använde 1662 för att presentera sina resultat. Dessa uppgifter hämtades från webbplatsen http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giuntaand, informationen placerades i en Excel-databell och ett diagram konstruerades.

Figur 2 är en graf över tryck och volym från Boyles ursprungliga experiment. Uppgifterna för att skapa detta diagram hämtades från figur 1. Grafen visar att trycket ökar när volymen minskar. R2-värdet på 0,9978 visar att trendlinjen passar regressionen mycket nära perfekt. Eftersom trendlinjen stämmer med regressionen visar detta att Boyles slutsats att tryck och volym är omvänt proportionella mot varandra är korrekt. Figur 3 är ett diagram över tryck och omvänd volym. Om Boyle’s lag är korrekt när man visar tryck mot omvänd volym kommer grafen att ha ett linjärt samband om man antar att de två variablerna är omvänt relaterade. R2-värdet 1 och den linjära linjen visar att Boyle’s lag är sann och att tryck och volym är omvänt relaterade. Sammantaget visar analysen av Boyles ursprungliga data som presenteras i diagramform tydligt att hans slutsats att tryck och volym är omvänt relaterade, förutsatt att temperaturen är konstant, är korrekt. Både figur 2 och 3 visar detta faktum. I figur 2 ökar trycket när volymen minskar. I figur 3 visas att en variabel i förhållande till en omvänd variabel ger en linjär funktion som visas i grafen. R2-värdet från figur 2 är nära perfekt och R2-värdet för figur 3 är perfekt, vilket också visar att Boyles lag är korrekt och att trycket är omvänt proportionellt mot volymen eller vice versa.