Открытие закона Бойля

Французские ученые создали латунный цилиндр, плотно прилегающий к поршню. Несколько человек сильно надавили на поршень, сжимая воздух, попавший внизу. Затем они отпускали. Поршень отскочил назад, но не полностью. Французы утверждали, что это доказывает, что воздух не был совершенно пружинистым. После сжатия он оставался слегка сжатым.

Роберт Бойль утверждал, что французский эксперимент ничего не доказал. Их поршень, по его словам, был слишком тугим, чтобы полностью отскочить назад. Другие утверждали, что, если они сделают поршень более свободным, воздух протечет по краям и разрушит эксперимент.

Бойль пообещал создать идеальный поршень, который не был бы ни слишком тесным, ни слишком свободным. Он также утверждал, что его совершенный поршень докажет, что французы ошибаются.

Две недели спустя Роберт Бойль предстал перед обществом с большой стеклянной трубкой, которую он изогнул в форме буквы "U". Одна сторона буквы "U" поднялась выше одного метра и была худой. Другая сторона была короткой и толстой. Короткая сторона была закрыта сверху. Высокая, тощая сторона была открыта.

Бойль налил жидкую ртуть в свою трубку, пока она не закрыла ее дно и немного не поднялась с обеих сторон. Над этой ртутью на короткой толстой стороне был задержан большой слой воздуха. Бойль объяснил, что поршень — это любое устройство, которое сжимает воздух. Поскольку он использовал ртуть для сжатия воздуха, трение не повлияло бы на результаты, как это было во французском эксперименте.

Ученый записал вес стеклянного поршня и запечатлел линию в стекле, где ртуть попала в захваченный воздушный карман. Захваченный воздух выдавливался из-за веса и силы ртути менее чем до половины ее первоначального объема.

Бойль нарисовал вторую линию на короткой камере, чтобы отметить новый уровень ртути внутри, отмечая сжатый объем захваченного воздуха. Затем он осушил ртуть через клапан в нижней части буквы "U", пока стеклянный поршень и ртуть не взвесились точно так же, как в начале. Уровень ртути вернулся к своей точной стартовой линии. Захваченный воздух вернулся точно туда, где и начался. Воздух был совершенно пружинистым. Бойль оказался прав.

Роберт Бойль продолжил эксперименты со своим забавным стеклянным поршнем и заметил нечто весьма примечательное. Когда он удвоил давление (вес ртути) на захваченном воздухе, он уменьшил вдвое его объем. Когда он утроил давление, объем воздуха уменьшился до одной трети. Изменение объема воздуха при сжатии всегда было пропорционально изменению давления, сжимающего этот воздух. Он создал простое математическое уравнение для описания этой пропорциональности. Сегодня мы называем это "законом Бойля".

Фото: museum-kam.ru