BoyleGesetz

Das Boyle-Gesetz, auch Boylesches Gesetz, beschreibt das Verhältnis von Druck und Volumen eines Gases bei konstanter Temperatur und konstanter Stoffmengemabe. Es besagt, dass das Produkt aus Druck und Volumen unter diesen Bedingungen konstant bleibt: PV = nRT. Daraus folgt, dass der Druck umgekehrt proportional zum Volumen ist, und P1V1 = P2V2 gilt, wenn Temperatur und Stoffmenge unverändert bleiben.

Historisch wurde das Gesetz nach dem englischen Physiker Robert Boyle benannt, der in den 1660er Jahren Experimente mit Luft und einer Vakuumpumpe durchführte und eine inverse Beziehung zwischen Druck und Volumen beobachtete. Unabhängig davon erkannte auch Edme Mariotte um 1676 dieselbe Abhängigkeit; in einigen Darstellungen wird daher von Mariotte’s Law gesprochen.

In der modernen Thermodynamik wird das Boyle-Gesetz als Spezialfall des idealen Gasgesetzes PV = nRT verstanden. Die Gleichung gilt isotherm für ideale Gase; bei realen Gasen weichen die Beziehungen bei hohen Drücken oder niedrigen Temperaturen von PV ∝ 1/V ab, wegen intermolekularer Wechselwirkungen und endlicher Molekülgrößen. Für solche Zustände bieten die van-der-Waals-Gleichung oder andere Zustandsgleichungen eine bessere Beschreibung.

Anwendungen finden sich in der Chemie, Physik und Technik, etwa bei isothermen Kompression oder Expansion, beim Bestimmen von Gasmengen oder beim Kalibrieren von Messgeräten. Das Gesetz dient als Grundlage vieler Unterrichts- und Laborexerzitien.