比例推理涉及需要保持不變的條件。
理想氣體的方程是 PV = nRT。如果莫耳數 (n) 和絕對溫度 T 相同，那麼等式右邊是常數，這意味著 P₁V₁ = P₂V₂。如果體積減半，壓力變為原來的兩倍；如果體積加倍，壓力變為原來的一半。
如果容器受到汙染或溫度發生變化，比較條件會發生改變。快速壓縮注射器會導致氣體溫度升高，這與等溫過程不同。在進行基於理想氣體定律的實驗時，重要的是記住，我們是在比較處於平衡狀態且保持恆溫的情況。
檢查溫度和壓力參考
狀態方程使用開爾文，而非攝氏度：T(K) = t(°C) + 273.15。 在 0 °C 時，氣體粒子不會停止運動。 使用真空測量的絕對壓力，不要使用示壓，因為它不包括大氣壓力。
單位必須保持一致。當 P 以 Pa 為單位，且 V 以 m³ 為單位時，R ≈ 8.314 J/(mol·K)。當 P 以 kPa 為單位，且 V 以 L 為單位時，相同的 R 值有效，因為 1 kPa·L = 1 J。將升和立方米混合，可能會導致 1000 級的誤差。
我們應該如何閱讀圖表和粒子圖？
在相同 n 和 T 的 P-V 圖上，曲線表現為反比關係。如果將橫軸變為 1/V，則得到 P = nRT(1/V)，這會形成一條直線的，其斜率為 nRT。 這種方法是透過將曲線轉化為直線來驗證反比關係。
該物體的壓力與分子透過與壁碰撞而傳遞運動的效應相關。然而，實驗中移動的元素僅為演示目的，壓力是透過使用理想氣體定律來計算的。這並非一個實際計算分子數量或透過計數點之間的碰撞來測量壓力的模型。當壓力較高或接近液化點時，實際氣體偏離了理想氣體近似。
關鍵關係與符號
PV = nRT · P₁V₁ = P₂V₂ (n 和 T 恆定) · T(K) = t(°C) + 273.15
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| P | 絕對壓力 | Pa 或 kPa |
| V | 體積 | m³ 或 L |
| n | 氣體量 | mol |
| T | 絕對溫度 | K |
透過範例確認
在恆定溫度下，如果氣體初始壓力為 100 kPa，體積為 2 L，然後被壓縮到 0.5 L，會發生什麼？
這是一個 P₂ = P₁V₁/V₂ = 100 × 2/0.5 = 400 kPa。 這是絕對壓力。 如果溫度在壓縮過程中發生變化，我們不能直接使用相同的計算。
常見誤解
- 博意定律是一個定律，它比較了溫度與氣體量之間的關係，在僅比較固定量的氣體時。
- 該陳述表明壓力與體積成反比，這意味著 P-V 圖是一個向下傾斜的直線。