La legge di Boyle, nota anche come legge di Boyle-Mariotte, è un principio scientifico che descrive la relazione tra la pressione e il volume di un gas quando la temperatura rimane costante. Secondo questa legge, se la temperatura rimane la stessa, la pressione e il volume di un gas presentano una relazione inversa.

Matematicamente, la legge di Boyle può essere espressa come:

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P₁V₁ =P₂V₂

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Dove:

- P₁ rappresenta la pressione iniziale del gas

- V₁ rappresenta il volume iniziale del gas

- P₂ rappresenta la pressione finale del gas

- V₂ rappresenta il volume finale del gas

Questa equazione indica che se la pressione di un gas aumenta mentre la temperatura rimane costante, il volume del gas diminuisce proporzionalmente, e viceversa. Viceversa, se il volume di un gas aumenta a temperatura costante, la pressione diminuisce proporzionalmente.

Per illustrare questo principio, consideriamo uno scenario in cui è presente una quantità fissa di gas intrappolata all'interno di un contenitore con un pistone mobile. Se si spinge il pistone verso l'interno, riducendo il volume del contenitore, la pressione del gas aumenterà di conseguenza per mantenere lo stesso prodotto tra pressione e volume. Viceversa, se si tira il pistone verso l'esterno, aumentando il volume del contenitore, la pressione del gas diminuirà per mantenere lo stesso prodotto.

La legge di Boyle è applicabile ai gas ideali, che sono gas teorici che mostrano un comportamento perfetto e seguono alcune ipotesi semplificatrici. Tuttavia, vale con buona approssimazione per molti gas reali in varie condizioni. Questa legge ha applicazioni pratiche in aree come le immersioni subacquee, dove comprendere il comportamento dei gas è fondamentale, e nelle industrie che utilizzano gas pressurizzati per varie operazioni.