Introducción:

Robert Boyle, al que también se le conoce como «Padre de la Química Moderna», realizó muchos trabajos diferentes en el campo de la física y la química durante su vida. En 1660, Boyle publicó un informe científico, The Spring and Weight of the Air (El resorte y el peso del aire), en el que describió por primera vez diferentes experimentos realizados con una nueva bomba de vacío diseñada por él.
En 1662, Boyle publicó su segunda versión de The Spring and Weight of the Air (El resorte y el peso del aire), en la que, con la ayuda de su ayudante Robert Hooke, describió la relación inversa entre la presión y el volumen. Esta relación se conoce ahora como la Ley de Boyle. La Ley de Boyle establece que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí. A medida que la presión aumenta, el volumen disminuye y viceversa. Hizo estas observaciones utilizando Mercurio en un tubo J e hizo mediciones del volumen del gas atrapado a presiones tanto más altas como más bajas que la presión atmosférica normal.
Boyle expresó sus resultados en una relación que se conoce como la secuencia de Boyle: P1V1= P2V2suponiendo que la temperatura permanece constante.
Propósito:
El propósito de este ejercicio es utilizar los datos originales de Boyle obtenidos de la página web http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giunta para verificar que la Ley de Boyle que establece que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí suponiendo que la temperatura permanece constante es cierta.
Datos:
Figura 1: Datos de Boyle

Figura 2: Gráfica de presión frente a volumen

Figura 3: Presión frente a volumen inverso
. Volumen inverso

Análisis:

Para comprobar que la Ley de Boyle, que establece que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí suponiendo que la temperatura se mantiene constante, es exacta, necesitaba obtener una tabla de datos que Boyle utilizó en 1662 para presentar sus conclusiones. Estos datos se obtuvieron del sitio web http://webserver.lemoyne.edu/faculty/giuntaand la información se colocó en una tabla de datos de Excel y se construyó un gráfico.

La figura 2 es un gráfico de presión versus volumen del experimento original de Boyle. Los datos para crear este gráfico se tomaron de la figura 1. El gráfico muestra que a medida que el volumen disminuye la presión aumenta. El valor R2 de 0,9978 muestra que la línea de tendencia se ajusta a la regresión de forma casi perfecta. Dado que la línea de tendencia se ajusta a la regresión, esto demuestra que la conclusión de Boyle de que la presión y el volumen son inversamente proporcionales es exacta. La figura 3 es un gráfico de presión frente a volumen inverso. Si la Ley de Boyle es exacta al graficar la presión contra el volumen inverso, el gráfico tendrá una relación lineal asumiendo que las dos variables están relacionadas inversamente. El valor R2 de 1 y la línea lineal muestran que la Ley de Boyle es cierta y que la presión y el volumen están relacionados inversamente. En general, el análisis de los datos originales de Boyle presentados en forma de gráfico muestra claramente que su conclusión de que la presión y el volumen están inversamente relacionados, suponiendo que la temperatura es constante, es exacta. Las figuras 2 y 3 demuestran este hecho. En la figura 2, a medida que el volumen disminuye, la presión aumenta. En la figura 3 se muestra que una variable frente a una variable inversa dará lugar a una función lineal que se muestra en el gráfico. El valor R2 de la figura 2 es casi perfecto y el valor R2 de la figura 3 es perfecto, lo que también concluye que la ley de Boyle es correcta y la presión es inversa al volumen o viceversa.