BÖYLE – MARİOTTEKANUNU

BÖYLE – MARİOTTEKANUNU , Aim. Boyle-
Mariottsche Gesetz (n.), Fr. Loi (f.) de Boyle-Marıotte,
İng. Law of Boyle-Mariotte. Sıcaklığı sabit kalmak şartiyle,
verilen bir gaz kütlesinin, basıncı ile hacmi arasındaki
ifade. Bir gazın temel özelliklerinden birisi de
sıkışabilmesidir. Herhangi bir gazın belli bir kütlesi pistonlu
bir silindir içerisine kapatılır ve pistonun üzerine
basılırsa, gazın hacmi küçülür, buna mukabil basıncı
artar. Gazların sıkışabilme kanunu 17. yüzyılda
İngiltere’de Robert Boyle ve Fransa’da Edme Mariotte
tarafından aynı zamanda bulunmuştur. Kanunun
ifadesi: Sabit sıcaklıktaki bir gaz kütlesinin basıncı
(P) ile Hacmi (V) çarpımı sabittir. Buna göre PV=C=
sabit yazılır. Gazın birinci denge hali için Pı, Hacmi Vı
ve ikinci denge hali için de aynı değerler P2, V2 olursa
P|V,=P2V2 P ,/P 2=V2/Vı olacaktır. Bu ikinci denkleme
göre bu kanun şöyle de ifade edilebilir. Sabit sıcaklıkta
verilen bir gaz kütlesinin hacmi, basıncı ile ters orantılıdır.
Sıcaklığı sabit tutulan bir gaz kütlesinin basıncı
artınca hacmi küçüleceğinden, yoğunluğu artacaktır.
Kütlesi (m) olan bir gazın P, ve P2 basınçları altında
kapladığı hacimler V, ve V2 ve yoğunlukları da d, ve d2
olsun. Yoğunluğun tarifine göre, d t: m/V,, d2: m/V2
olur ve buradan d ,/d 2=V2/V , bulunur. Böyle Mariotte
kanununa göre de d ,/d 2= P ,/P 2 olacaktır. Buradan
kanuna üçüncü bir tarif daha eklenebilir. Aynı sıcaklıkta
bir gazın yoğunluğu, bu gazın basıncı ile doğru orantılıdır. Yani basınç arttıkça yoğunluk ta artar.
Boyle-Mariotte kanunu grafik olarak da izah edilebilir. Eşkenar bir hiperbol olan bu eğriye gazın izotermi
(sıcaklık sabiti) adı verilir. Görüldüğü üzere, gazın izotermik
genişleme veya sıkışması sırasında basınç ile
hacim arasındaki bağıntıyı gösterir. Her sıcaklığa (t,, t2,
t3) ayrı bir izoterm tekabül eder ve bunların hepsine
izotermler şebekesi denir. Gerçek gazlar bu kanunu
yaklaşık olarak takip ederler. Sıcaklık çök düşük, basınç
çok büyük olmadığı ve basınç değişmeleri az olduğu
hallerde uygunluk çoğalır. Hidrojen, helyum, oksijen,
azot gibi bazı gazlar, bu kanuna uyan mükemmel
(ideal) gazlar gibi özellik gösterir. Boyle-Mariotte
kanunu, gazların kinetik teorisi yardımıyla, yani bir gaz
tarafından tatbik edilen basıncın hareket halindeki gaz
moleküllerinin, kabın çeperlerini daimi surette bombardıman
etmesinin neticesi olarak teorik yoldan
çıkarılabilir.