Boyle memanfaatkan tabung kaca berbentuk J dengan sisi yang lebih pendek disegel dan kemudian menempatkan merkuri di dalam tabung, menjebak udara di sisi yang tertutup. Lebih banyak udara terkompresi ditambahkan ke merkuri. Dengan ini disimpulkan bahwa volume sejumlah tetap gas berkurang ketika tekanan gas meningkat.
Kita dapat mengkonversi ke proporsi yang sama dari anggota dengan mengalikan dengan konstanta:
P = c. (1 / V) atau PV = konstan
Charles dan Gay-Lussac secara independen menemukan bahwa ketika tekanan dijaga konstan dalam wadah (misalnya, balon), volume gas meningkat ketika suhu tinggi. Ketika mereka membuat grafik dengan volume suhu X ada garis lurus.
Oleh karena itu, ia menyimpulkan bahwa untuk sejumlah gas yang tetap pada tekanan konstan, volumenya berubah secara linier dengan suhu. Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Charles.
Ketika data pengukuran serupa pada gas yang berbeda dan tekanan yang berbeda diplot pada grafik garis lurus dapat diambil (diekstrapolasi) ke satu titik. Menurut hukum Charles, titik ini sesuai dengan nol untuk volume dan -273,15 ° C. Karena volume tidak boleh negatif, ini harus serendah mungkin. Ini adalah nilai yang sesuai dengan 0 dalam skala absolut, seperti Kelvin, misalnya.
Oleh karena itu, jika kita menggunakan suhu dalam derajat Kelvin, maka kita dapat menulis hukum Charles sebagai:
Pekerjaan penting lainnya yang kita dapatkan pada Hukum Gas Ideal (di bawah) adalah prinsip Avogadro: volume molar suatu zat (m V) – zat apa pun, bukan hanya gas – adalah volume yang ditempati per mol molekul. Artinya, jika V adalah volume sampel dan n adalah jumlah mol molekul dalam sampel, volume molar adalah:
m V = V / n
Secara eksperimental dapat ditunjukkan bahwa di bawah kondisi suhu dan tekanan yang sama, serangkaian molekul gas menempati volume yang sama, terlepas dari identitas kimianya.
Kita juga dapat mengatakan bahwa volume yang ditempati oleh sampel gas pada suhu dan tekanan konstan berbanding lurus dengan jumlah mol molekul yang ada:
V ~ n
Sejauh ini kami memiliki tiga hukum yang berbeda. Idealnya, Eesti mampu menggabungkan dalam satu hubungan matematis antara tekanan (P), volume (V), suhu (T) dan jumlah mol (n) gas.
Pertama-tama, kita harus mempertimbangkan masalah-masalah berikut:
- I) Ketika suhu dan jumlah gas konstan, hukum Boyle memiliki rumus: PV = c1;
- II) Ketika tekanan dan kuantitas konstan, hukum Carlos V = c2xT;
III) Prinsip Avogadro, di bawah tekanan dan suhu konstan: V = c3xn, di mana c1, c2 dan c3 adalah konstan.
Anda kemudian dapat menggabungkan ketiga hubungan ini dan konstanta proporsionalitas disebut R:
PV = nRT
Hukum gas ideal adalah contoh persamaan keadaan, ekspresi yang menunjukkan bagaimana tekanan suatu zat – dalam hal ini gas – terkait dengan suhu, volume, dan jumlah zat dalam sampel. Gas yang mematuhi hukum gas ideal dalam kondisi apa pun disebut gas ideal. Setiap gas mematuhi hukum dalam koma tekanan rendah, dan meningkatkan akurasi pada tekanan penurunan.