샤를의 법칙과 보일의 법칙에 대한 오해

샤를의 법칙 (Charles's Law)은 다음 식과 같다.

 

 

샤를의 법칙의 의미는 기체에 외부에서 열을 가하여 온도를 올리면 온도에 비례하여 부피가 증가하는 것을 의미한다. 이 때 기체에 가해지는 압력은 일정해야 한다.

 

만약 외부에서 힘을 주어 부피를 감소 시킨다면 온도는 어떻게 될까? 샤를의 법칙이 성립하는 조건이 압력이 일정해야 하는데 압력을 주어 부피가 감소하면 압력이 증가하기 때문에 샤를의 법칙을 사용할 수 없다.

 

보일의 법칙 (Boyle's Law)은 다음 식과 같다.

 

 

보일의 법칙은 압력과 부피은 서로 반비례하고 압력과 부피의 곱은 일정하다는 것을 의미한다. 이 때 기체의 온도는 일정해야 한다.

 

만약 외부에서 힘을 주어 부피를 감소 시킨다면 압력은 어떻게 될까? 부피를 감소 시키는 순간에는 기체의 온도가 상승하기 때문에 보일의 법칙을 사용할 수 없다. 일정 시간이 흘려 온도가 안정화 되어 내려가면 이 때 보일의 법칙이 성립한다.

 

보일-샤를의 법칙 (Combined Gas Law)는 다음 식과 같다.

 

 

보일-샤를의 법칙은 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 합한 것으로 정확한 발견자는 누구인지 정확하게 모른다. 보일-샤를의 법칙을 영어로는 Combined Gas Law라고 한다.

 

만약 외부에서 힘을 주어 부피를 감소 시킨다면 압력과 온도는 어떻게 될까? 부피를 감소 시키는 순간에는 기체의 온도가 상승하기 때문에 보일-샤를의 법칙을 사용할 수 없고 일정 시간이 흘려 온도가 안정화 되어 내려가면 이 때 보일-샤를의 법칙이 성립한다.

 

☞ 공기를 압축하면 온도가 상승하는 이유

☞ 공기 압축 온도 상승 공식