안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
보일의 법칙은 가스의 압력과 부피에 대한 관계를 설명하는 물리학적 원칙입니다. 이 법칙은 온도와 양이 일정할 때, 가스의 압력과 부피는 반비례한다는 내용을 담고 있습니다.
수식으로 표현하면 P1V1 = P2V2로 나타낼 수 있습니다. 여기서 P1와 V1은 처음 상태의 압력과 부피이며, P2와 V2는 변화된
상태의 압력과 부피입니다.
예를 들어, 한 가스 샘플의 초기 압력이 2 atm (대기압)이고 초기 부피가 10 L라고 가정해봅시다. 이제 이 가스 샘플을 4 atm로 압축한다면 보일의 법칙에 따라 부피는 어떻게 변할까요?
P1V1 = P2V2 공식을 사용하면, (2 atm)(10 L) = (4 atm)(V2) 20 Latm = 4 V2 따라서 V2 = 20 Latm / 4 atm = 5L
즉, 같은 양의 가스에 대해 압력을 두 배로 늘리면(즉, 4 atm), 그 부피는 반으로 줄어들게 됩니다(즉, 5L). 이것이 바로 보일의 법인데, 이를 통해 우리는 고정된 양의 기체에서 압력과 부피 사이에 반비례 관계가 있다는 것을 확인할 수 있습니다.