82. Legge di Boyle. — Abbiamo detto che i gas sono molto compressibili; si deve al fisico inglese Boyle una legge molto semplice che riguarda la relazione tra i volumi che uno stesso gas assume sotto pressioni diverse. Questa legge porta anche il nome di Mariotte, un fisico francese che la ritrovò senza aver notizia delle ricerche di Boyle; essa si esprime dicendo che: mantenendone costante la temperatura, i volumi acquistati da una determinata massa di gas sottoposta a diverse pressioni sono inversamente proporzionali alle pressioni medesime.

Per verificare questa legge serve l’apparecchio della fig. 63. Esso risulta essenzialmente da due canne di vetro, comunicanti per mezzo di un tubo di caoutchouc, e delle quali l’una è chiusa all’estremo superiore per mezzo di un rubinetto. Le due canne sono spostabili lungo un’asta verticale graduata. Si rinchiude nella canna munita di rubinetto una certa massa di gas, per es. di aria, riempiendo il tubo di caoutchouc e parte delle canne con mercurio; e si spostano le canne in modo che il mercurio acquisti in entrambe lo stesso livello (posiz. I).

Se dopo aver misurato il volume occupato dal gas si spostano le canne determinando un dislivello del mercurio nei due rami, (posizioni II e III), si vedrà variare in corrispondenza il volume del gas, e si potrà verificare che i volumi sono inversamente proporzionali alle rispettive pressioni, valutate come si è detto al § 81.

Se in una prova il gas ha il volume v e la pressione p, e in un’altra il volume v' e la pressione p', si troverà così che

v : v' = p' : p

o, ciò che è lo stesso, che

vp = v'p'

In generale, cioè, per una data massa di gas, è costante il prodotto del volume per la pressione, finchè è costante la temperatura.

E siccome la densità assoluta (§ 42) di un corpo è inversamente proporzionale ai volumi occupati da una massa costante del corpo, si può anche dire che la densità assoluta di un gas è proporzionale alla pressione cui è sottoposto.

La legge di Boyle è solo approssimativa, e le divergenze sono specialmente sensibili quando i gas sono sperimentati a temperature molto basse, e a pressioni elevate. In generale le divergenze sono più grandi per i gas che col raffreddamento e la compressione possono facilmente trasformarsi in liquidi.