Διάταξη:

• Κυλινδρικός θάλαμος σε εκατοστά (cm) εντός του οποίου υπάρχει ατμοσφαιρικός αέρας
• Έμβολο συνδεδεμένο με άξονα που καταλήγει σε περιστρεφόμενο κοχλία
• Πιεσόμετρο το οποίο δείχνει την πίεση εντός του θαλάμου

Διαδικασία:

Περιστρέφουμε τον κοχλία αργά και αυξάνουμε (μειώνουμε) τον όγκο του κυλινδρικού θαλάμου. Παρατηρούμε ότι η πίεση εντός αυτού μειώνεται (αυξάνεται) ανάλογα.

Γιατί συμβαίνει αυτό;

Εξήγηση:

Ο ατμοσφαιρικός αέρας εντός του θαλάμου, όπως και όλα τα αέρια, για κάθε κατάσταση τους περιγράφονται από τρία μεγέθη: πίεση P, όγκος Vκαι θερμοκρασία T.

Στο πείραμα μας θεωρούμε ότι κατά την αργή περιστροφή του κοχλία, η θερμοκρασία του αερίου εντός του θαλάμου παραμένει σταθερή και ίση με την θερμοκρασία περιβάλλοντος (ισόθερμη μεταβολή). Επίσης θεωρούμε ότι το αέριο διαθέτει τις ιδιότητες των ιδανικών αερίων.

Δηλαδή η πίεση P και όγκος V, για μια ισόθερμη μεταβολή, σαν αυτή που προσεγγιστικά πραγματοποιείται στο πείραμα μας, συνδέονται μεταξύ τους με την σχέση:

P·V = σταθερό   Νόμος του Boyle

Κατά την περιστροφή του κοχλία προς τα έξω αυξάνουμε τον όγκο εντός του θαλάμου. Αυτό έχει σαν συνέπεια μεγαλύτερος όγκος του θαλάμου να καταληφθεί από αέριο. Κατά συνέπεια σύμφωνα με τον νόμο του Boyle θα πρέπει να υπάρχει μια ανάλογη μείωση της πίεσης του αερίου.

Παρατηρούμε ότι διπλασιάζοντας τον όγκο του αερίου υποδιπλασιάζεται η πίεση του και αντίστροφα.