Ο νόμος του Boyle (που ονομάζεται επίσης νόμος του Mariotte και νόμος Boyle-Mariotte) είναι ένας νόμος για τα ιδανικά αέρια.

Ο νόμος μπορεί να διατυπωθεί ως εξής:

Για μια σταθερή ποσότητα ιδανικού αερίου που διατηρείται σε σταθερή θερμοκρασία, η P (πίεση) και η V (όγκος) είναι αντιστρόφως ανάλογες.

Με άλλα λόγια, ο όγκος μιας σταθερής μάζας ιδανικού αερίου σε σταθερή θερμοκρασία είναι αντιστρόφως ανάλογος της πίεσης που ασκείται σε αυτό.

Σε σύμβολα, ο νόμος είναι:

P ∝ 1 V {\displaystyle P\propto {\frac {1}{V}}} {\displaystyle P\propto {\frac {1}{V}}}

ή

P V = k {\displaystyle PV=k} {\displaystyle PV=k}

όπου P είναι η πίεση του αερίου, V είναι ο όγκος του αερίου και k είναι μια σταθερά.

Για δεδομένη μάζα αερίου σε σταθερή θερμοκρασία, το γινόμενο της πίεσης και του όγκου είναι σταθερό. Καθώς ο όγκος μειώνεται, η πίεση αυξάνεται αναλογικά και το αντίστροφο. Για παράδειγμα, όταν η πίεση μειώνεται στο μισό, ο όγκος διπλασιάζεται.

Ας υποθέσουμε ότι έχετε μια δεξαμενή που περιέχει ορισμένο όγκο αερίου σε ορισμένη πίεση. Όταν μειώνετε τον όγκο της δεξαμενής, ο ίδιος αριθμός σωματιδίων αερίου περιέχεται τώρα σε μικρότερο χώρο. Επομένως, ο αριθμός των συγκρούσεων αυξάνεται. Επομένως, η πίεση είναι μεγαλύτερη.

Φανταστείτε ότι έχετε ένα αέριο σε ορισμένη πίεση (P1) και όγκο (V1). Αν αλλάξετε την πίεση σε μια νέα τιμή (P2), ο όγκος αλλάζει σε μια νέα τιμή (V2). Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το νόμο του Boyle για να περιγράψουμε και τα δύο σύνολα συνθηκών:

P 1 V 1 = k {\displaystyle P_{1}V_{1}=k} {\displaystyle P_{1}V_{1}=k}

P 2 V 2 = k {\displaystyle P_{2}V_{2}=k} {\displaystyle P_{2}V_{2}=k}

Η σταθερά, k, είναι η ίδια και στις δύο περιπτώσεις, οπότε μπορούμε να πούμε τα εξής:

P 1 V 1 = P 2 V 2 {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}}} {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}}

Παράδειγμα: Η πίεση ενός αερίου είναι 3 atm και ο όγκος του είναι 5 λίτρα. Εάν η πίεση μειωθεί σε 2 atm, ποιος είναι ο όγκος;

P 1 V 1 = P 2 V 2 {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}}} {\displaystyle P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}}

V 2 = P 1 V 1 P 2 {\displaystyle V_{2}={\frac {P_{1}V_{1}}{P_{2}}}} {\displaystyle V_{2}={\frac {P_{1}V_{1}}{P_{2}}}}

V 2 = 3 ∗ 5 2 {\displaystyle V_{2}={\frac {3*5}{2}}} {\displaystyle V_{2}={\frac {3*5}{2}}}

V 2 = 15 2 {\displaystyle V_{2}={\frac {15}{2}}} {\displaystyle V_{2}={\frac {15}{2}}}

V 2 = 7.5 {\displaystyle V_{2}=7.5} {\displaystyle V_{2}=7.5}

∴ Ο όγκος θα είναι 7,5 λίτρα.

Ο νόμος βρέθηκε από τον Robert Boyle το 1662 και στη συνέχεια ανεξάρτητα από τον Edme Mariotte το 1679.