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| 보일 법칙 ([math(P \propto {V^{-1}})]) | 샤를 법칙 ([math(V \propto T)]) | 기체 반응 법칙 ([math(V_1:V_2= n_1:n_2)]) | 아보가드로 법칙 ([math(V \propto n)]) | 이상 기체 법칙 ([math(PV=nRT)]) |
| * 기체 반응 법칙은 게이뤼삭 법칙의 다른 이름이다. 다만 이는 샤를의 법칙의 다른 이름이기도 하다. | ||||
1. 개요
Boyle's law / Boyle 法則로버트 보일(Robert Boyle)이 밝힌 이상 기체의 부피와 압력 간의 상관관계를 제시한 법칙
'일정한 온도에서 일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례한다'라는 법칙
하지만 실제 기체의 부피와 압력의 상관 관계 실험을 먼저 한 사람은 리처드 타운리(Richard Towneley)와 헨리 파워(Henry Power)다. 나중에 보일이 증명해서 보일의 법칙이 된다.
프랑스에서는 보일과 비슷한 실험을 해서 법칙을 밝혀낸 에듬 마리오트(Edme Mariotte)의 이름을 따서 마리오트의 법칙이라고 부른다.
2. 설명
간단하게 아래의 식으로 표현된다.
| [math(\displaystyle PV = k)] |
보일은 한쪽 끝이 막혀 있고 공기가 수은에 의해 갇혀 있는 J-관에서 두 수은면의 차이가 0이면 공기의 압력은 대기압과 정확히 균형을 이루므로 압력 [math(\displaystyle P)]가 1기압이 되며, 온도를 일정하게 유지시키면서 열린 관의 끝으로 수은을 더 가하면 열려진 쪽의 수은 높이가 막힌 쪽보다 높아지는데 올라간 수은 기둥의 높이 1mm마다 밀폐된 공기의 압력은 1mm Hg만큼씩 증가함을 보였다.
보일의 법칙, 샤를의 법칙, 기체 반응 법칙, 아보가드로 법칙을 전부 한데 묶어 일반화한 것이 자연과학도라면 다들 알고 있을 이상 기체 법칙.
3. 여담
* 전통적으로 중학교 1학년 과학 시간에 배운다. 2015 개정 교육과정부터는 '보일'이나 '샤를' 같은 이름이 혼동을 부추긴다는 사유로 학자의 이름을 생략한데다가 비례·반비례 개념도 엮지 않으면서 서술해야 하는 문제 때문에, 그냥 '일정한 기체 입자 수가 담긴 용기 내의 온도가 일정할 때 압력이 커질수록 부피가 작아진다'고 배운다. 2024년의 기준으로는 교과서에 보일의 법칙 샤를의 법칙이라고 나와 있다. 비례 반비례도 가르친다.[1]
[1] 교과서에 따라 다를 수 있다