Calcolatore della legge di Boyle
La legge di Boyle descrive come varia il volume di una quantità fissa di gas quando se ne modifica la pressione a temperatura costante: P₁V₁ = P₂V₂. Comprimi il gas con più forza e si riduce; allenti la presa e si espande, mentre pressione e volume restano sempre inversamente proporzionali. Questo calcolatore ricava il volume finale V₂: inserisci la pressione iniziale P₁ e il volume V₁, poi la nuova pressione P₂, e il risultato si aggiorna all’istante. È pensato per i compiti di chimica, le esercitazioni di laboratorio di fisica, le stime per le immersioni e i rapidi controlli ingegneristici in cui la temperatura rimane invariata.
Come usare il calcolatore della legge di Boyle
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1
Inserisci lo stato iniziale
Digita la pressione iniziale P₁ e il volume V₁ in qualsiasi unità coerente tu preferisca.
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2
Inserisci la pressione finale
Aggiungi la nuova pressione P₂ nella stessa unità di pressione usata per P₁.
-
3
Leggi il volume finale
Lo strumento calcola V₂ = (P₁ · V₁) / P₂ e lo mostra accanto a tutti i tuoi dati.
La formula della legge di Boyle spiegata
La legge di Boyle afferma che, a temperatura costante, la pressione di una massa fissa di gas ideale è inversamente proporzionale al suo volume. In altre parole, il prodotto PV rimane costante:
P₁ · V₁ = P₂ · V₂
Riordinando l’equazione per ricavare il volume finale si ottiene la formula che questo calcolatore utilizza:
V₂ = (P₁ · V₁) / P₂
Pressione e volume possono essere espressi in qualsiasi unità, purché le mantieni coerenti tra lo stato iniziale e quello finale: il rapporto P₁/P₂ elimina le unità di pressione, così V₂ risulta nella stessa unità di V₁. L’unico requisito imprescindibile è che la temperatura e la quantità di gas (il numero di moli, n) non cambino.
Esempio svolto
Una siringa contiene 2 L di aria a 1 atm. Spingi lo stantuffo finché la pressione sale a 2 atm, mantenendo la temperatura stabile. Qual è il nuovo volume?
V₂ = (1 × 2) / 2 = 1 L
Raddoppiando la pressione, il volume si dimezza: la classica relazione inversa. Poiché P × V si conserva, 1 atm × 2 L = 2 atm × 1 L = 2 in entrambi gli stati.
Riferimento rapido
| Grandezza | Simbolo | Nota |
|---|---|---|
| Pressione iniziale | P₁ | Qualsiasi unità di pressione |
| Volume iniziale | V₁ | Qualsiasi unità di volume |
| Pressione finale | P₂ | La stessa unità di P₁ |
| Volume finale | V₂ | La stessa unità di V₁ |
Errori comuni
- Dimenticare che la temperatura deve essere costante. La legge di Boyle vale solo a temperatura fissa. Se il gas si riscalda o si raffredda, usa invece la legge combinata dei gas P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.
- Mescolare le unità di pressione. Se P₁ è in atm, anche P₂ deve essere in atm; non mescolare l’atm con il kPa o il psi, altrimenti il rapporto sarà errato.
- Trattare la pressione relativa come assoluta. Converti la pressione relativa in assoluta (somma la pressione atmosferica ≈ 1 atm) prima di usarla.
- Lasciar fuoriuscire o aggiungere gas. La legge presuppone una quantità di gas sigillata e fissa (n costante). Se il numero di moli cambia, usa la legge dei gas ideali completa PV = nRT.
Domande frequenti
La legge di Boyle afferma che, a temperatura costante, la pressione e il volume di una quantità fissa di gas ideale sono inversamente proporzionali: P₁V₁ = P₂V₂. Quando la pressione aumenta, il volume diminuisce dello stesso fattore, così il prodotto PV rimane costante.
No. Puoi usare atm, kPa, psi, litri, mL, m³ o qualsiasi unità, purché P₁ e P₂ condividano un’unità di pressione e V₁ e V₂ condividano un’unità di volume. Il rapporto delle pressioni si elimina, quindi V₂ risulta nella stessa unità di V₁.
La legge di Boyle isola la relazione pressione-volume mantenendo la temperatura fissa (un processo isotermo). Se la temperatura cambia, sia il volume sia la pressione ne risentono, perciò serve la legge combinata dei gas P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ con le temperature in kelvin.
No. Il calcolo viene eseguito nel tuo browser e i numeri non vengono mai inviati a un server né salvati. Nulla di ciò che inserisci viene caricato, registrato o condiviso.
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