Legge di Boyle-Mariotte
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La legge di Boyle e Mariotte afferma che in condizioni di temperatura costante la pressione di un gas è inversamente proporzionale al suo volume, ovvero che il prodotto della pressione del gas per il volume da esso occupato è costante. Tale costante è funzione (crescente) della temperatura assoluta, della natura e della mole del gas.
La legge può essere scritta anche con la seguente notazione più completa:
![[{p} \cdot {V}]_T= {K}(T)](../../../../math/4/a/e/4ae95256ada7ab29e4e28aa07ab19ced.png)
,
nella quale viene indicato che la costante varia con la temperatura e che la legge vale a temperatura costante.
La legge fu enunciata per la prima volta da Robert Boyle (1627-1691) che nel 1662 pubblicò "A Defence of the Doctrine Touching the Spring And Weight of the Air". Questa legge venne formulata in modo più preciso da Edme Mariotte (1620-1684) nel 1676, che confermando i dati di Boyle specificò che la legge vale soltanto se la temperatura del gas è costante.
Al gas, che spontaneamente tende ad espandersi, viene applicata una forza peso che lo mantiene compresso.
La legge non è valida per i liquidi, che sono per definizione incomprimibili. Inoltre, ad esempio nel mare, al crescere della profondità aumenta la pressione, ma la temperatura diminuisce (anziché aumentare) fino a stabilizzarsi oltre i 100-200 metri.
Il grafico qui sotto riporta i dati dell'esperimento originale di Boyle (i dati sono reperibili in [1]); sull'asse delle x è riportato il volume espresso nelle unità del tempo in pollici cubi, mentre l'asse delle y riporta l'altezza della colonna di mercurio in pollici, che, per la legge di Stevin è proporzionale alla pressione a cui è sottoposto il gas. In questi dati il prodotto della pressione per il volume è effettivamente costante con un errore relativo dell' 1,4%.
La legge di Boyle e Mariotte è sperimentalmente verificata per pressioni non troppo elevate e per temperature non troppo prossime alla temperatura di liquefazione del gas, ovvero quando il gas si comporta come un gas ideale.
