Je zajímavé pomyslet si, že právě v tuto chvíli žijeme všichni, každý živý pozemský organismus ve stavu tlaku. Normálně nemáme pocit, že lidské tělo je primárně tvořeno kapalinou a kapaliny jsou v podstatě nestlačitelné. Občas však zaznamenáme změny tlaku, především v uších. To je často popisováno jako „puknutí“ a dochází k němu, když se mění naše nadmořská výška, jako když létáme nebo jedeme v horách. Je to proto, že naše uši mají v sobě vzduchový prostor a vzduch, stejně jako všechny ostatní plyny, je stlačitelný.
Robert Boyle byl jedním z prvních lidí, kteří studovali tento jev v roce 1662. Své poznatky zformalizoval do toho, čemu se dnes říká Boyleův zákon, který říká, že „Pokud teplota zůstává konstantní, objem daného množství plynu je nepřímo úměrný absolutní tlak“ Boyle v podstatě říkal, že ideální plyn se stlačí úměrně velikosti tlaku, který na něj působí. Pokud máte například balónek o objemu 1 metr krychlový a zdvojnásobíte na něj tlak, bude stlačen na ½ metru krychlového. Zvyšte tlak o 4 a objem klesne na 1/4 původní velikosti a tak dále.
Zákon lze říci i trochu jinak, že součin absolutního tlaku (p) a objemu (V) je vždy konstantní (k); zkráceně p x V = k. Zatímco Boyle odvodil zákon pouze na experimentálních základech, zákon lze odvodit také teoreticky na základě předpokládané existence atomů a molekul a předpokladů o pohybu a že veškerá hmota se skládá z velkého počtu malých částic (atomů nebo molekul). z nichž jsou v neustálém pohybu. Tyto rychle se pohybující částice neustále narážejí mezi sebou a se stěnami svého kontejneru (také známé jako kinetická teorie).
Dalším příkladem působení Boyleova zákona je injekční stříkačka. V injekční stříkačce se objem fixního množství plynu zvyšuje přitažením rukojeti zpět, čímž se sníží tlak. Krev v žíle má vyšší tlak než plyn ve stříkačce, takže proudí do stříkačky a vyrovnává tlakový rozdíl. Boyleův zákon je jedním ze tří plynových zákonů, které popisují chování plynů při různých teplotách, tlacích a objemech. Další dva zákony jsou Gay-Lussacův zákon a Grahamův zákon. Společně tvoří zákon ideálního plynu.
Pro animovanou ukázku Boyleova zákona klikněte tady .
Napsali jsme mnoho článků o Boyleově zákonu pro dnešní vesmír. Zde je článek o hustotě vzduchu a zde článek o Boltzmann Constant .
Pokud chcete více informací o Boyleově zákoně, podívejte se Stránka Boyleových zákonů NASA a zde je odkaz na Lekce Boyle's Law .
Nahráli jsme také epizodu Astronomy Cast. Poslouchej tady, Question Show: The Source of Atmospheres, The Vanishing Moon a A Glow After Sunset .
Prameny:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Boyle%27s_law
http://cs.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas
http://www.chm.davidson.edu/vce/gaslaws/boyleslaw.html
http://home.flash.net/~table/gasses/boyle1.htm
http://www.wisegeek.com/what-is-boyles-law.htm
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/boyle.html