Legea Boyle-Mariotte

Legea Boyle-Mariotte sau legea transformării izotermice, este una din principalele legi ale gazelor și a fost enunțată de Robert Boyle în anul 1662 și de către Edme Mariotte în anul 1676.

Robert Boyle (1627-1691)

La temperatură constantă, volumul unui gaz variază invers proporțional cu creșterea presiunii.

${\displaystyle pV\,=\,constant}$

unde p este presiunea în scară absolută, iar V este volumul masei de gaz.

Atunci când variază temperatura gazului o dată cu modificarea presiunii, legea capătă o formă mai generală, numită ecuația de stare pentru un gaz ideal:

${\displaystyle pV=nRT}$

unde:

• p este presiunea în scară absolută (N/m²),
• n este nr de moli,
• T este temperatura absolută a acestuia (K),
• R reprezintă constanta gazului respectiv (J/mol K).

Grafic cu datele originale ale experimentului lui Boyle

În tabelul următor se poate vedea modificarea volumului unui gaz funcție de presiune.

Adâncimea	Presiunea (sc. abs.)	Volumul gazului ( l )
Suprafață (0 m)	1 bar	V = 2000 l
10 m	2 bar	V/2 = 1000 l
30 m	4 bar	V/4 = 500 l
70 m	8 bar	V/8 = 250 l

În cazul în care temperatura este constantă (T = constant), rezultă ${\displaystyle {\frac {p}{\rho }}\,=\,constant}$, ceea ce arată creșterea densității gazului la creșterea presiunii.

Astfel, dacă densitatea gazului respirat este de 1,2 kg/m³ la suprafața apei (p = 1 bar, sc. abs.), la 40 m adâncime, (p = 5 bar, sc. abs.) densitatea aerului respirat va fi de 6 kg/m³.