比例推理涉及需要保持不变的条件。
理想气体的方程是 PV = nRT。如果物质的量 (n) 和绝对温度 T 相同，那么等式右边是常数，这意味着 P₁V₁ = P₂V₂。如果体积减半，压力变为原来的两倍；如果体积加倍，压力变为原来的一半。
如果容器受到污染或温度发生变化，比较条件会发生改变。快速压缩注射器会导致气体温度升高，这与等温过程不同。在进行基于理想气体定律的实验时，重要的是记住，我们是在比较处于平衡状态且保持恒温的情况。
检查温度和压力参考
状态方程使用开尔文，而非摄氏度：T(K) = t(°C) + 273.15。 在 0 °C 时，气体粒子不会停止运动。 使用真空测量的绝对压力，不要使用示压，因为它不包括大气压力。
单位必须保持一致。当 P 以 Pa 为单位，且 V 以 m³ 为单位时，R ≈ 8.314 J/(mol·K)。当 P 以 kPa 为单位，且 V 以 L 为单位时，相同的 R 值有效，因为 1 kPa·L = 1 J。将升和立方米混合，可能会导致 1000 级的误差。
我们应该如何阅读图表和粒子图？
在相同 n 和 T 的 P-V 图上，曲线表现为反比关系。如果将横轴变为 1/V，则得到 P = nRT(1/V)，这会形成一条直线的，其斜率为 nRT。 这种方法是通过将曲线转化为直线来验证反比关系。
该物体的压力与分子通过与壁碰撞而传递运动的效应相关。然而，实验中移动的元素仅为演示目的，压力是通过使用理想气体定律来计算的。这并非一个实际计算分子数量或通过计数点之间的碰撞来测量压力的模型。当压力较高或接近液化点时，实际气体偏离了理想气体近似。
关键关系与符号
PV = nRT · P₁V₁ = P₂V₂ (n 和 T 恒定) · T(K) = t(°C) + 273.15
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| P | 绝对压强 | Pa 或 kPa |
| V | 体积 | m³ 或 L |
| n | 气体量 | mol |
| T | 绝对温度 | K |
工作实例
在恒定温度下，如果气体初始压力为 100 kPa，体积为 2 L，然后被压缩到 0.5 L，会发生什么？
这是一个 P₂ = P₁V₁/V₂ = 100 × 2/0.5 = 400 kPa。 这是绝对压力。 如果温度在压缩过程中发生变化，我们不能直接使用相同的计算。
常见误解
- 博意定律是一个定律，它比较了温度与气体量之间的关系，在仅比较固定量的气体时。
- 该陈述表明压力与体积成反比，这意味着 P-V 图是一个向下倾斜的直线。