氣體與分子運動論

波以耳定律

用拇指堵住腳踏車打氣筒的出口,再把手柄往裡推:你壓得越深,被困的空氣就回推得越猛。波以耳定律正是那種日常感覺的精確版本——對一定量的氣體,在溫度固定時,把它擠進更小的空間會使它的壓強升高。

精確地說,壓強與體積成反比:它們的乘積 P 乘 V 保持不變。體積減半,壓強就翻倍;體積變成三倍,壓強就降到三分之一。分子運動論給出簡單的解釋——把同樣多的分子擠進更小的空間,它們撞擊器壁更頻繁,於是壓強攀升。

波以耳定律發現於十七世紀,是化學最早的定量定律之一,也是隱藏在理想氣體狀態方程內部的特例之一。它作為一條乾淨、好記的氣體壓縮規則而重要——從潛水安全到設計水泵和注射器,處處用得上它。

潛水員從十米深處上浮到水面時,肺裡的一口氣體積會翻倍,因為那裡的壓強減半了——這正是為何潛水員被反覆叮囑:上浮時絕不要屏住呼吸。

壓強減半,氣體體積翻倍——海裡的波以耳定律。

這條定律只在溫度恆定、氣體量恆定時成立。若一邊壓縮一邊給氣體加熱,簡單的反比關係便不再適用——那時你是在把波以耳定律與查理定律疊加起來。

又稱
Boyle–Mariotte law波义耳—马略特定律波以耳定律