سبب تسمية قانون بويل بهذا الاسم

قديما، كان هناك ثلاث حالات للمادة: الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية. وبعد أن تم التعرف على هذه الحالات الثلاث وثبوت وجودها في الطبيعة، بدأ العلماء في إجراء بعض الأبحاث العلمية لتحديد خصائص كل نوع من حالات المادة وما يميزه عن الآخر. وسنقدم لكم الآن قانون بويل الذي يدرس خصائص الحالة الغازية للمادة تحت ظروف معينة من حرارة وضغط وحجم، سواء كانت القيم تزايدية أو تناقصية. يعتبر قانون بويل أحد أهم قوانين الغازات، حيث تم استمداد قانون الغاز المثالي الشهير في مجال الكيمياء منه، وهو قانون يصف التغيرات التي تحدث في حجم الغاز عند تغير الضغط

لماذا سمي قانون بويل بهذا الاسم ؟
يسمي قانون بويل بهذا الاسم نظرا لأن أول من اثبت صحته ونشر نتائج أبحاثه وتجاربه هو الفيلسوف الأيرلندي روبرت بويل وتم ذلك في عام  1662 كما سمي هذا القانون مسبقا بقانون الطبيعة.

قصة قانون بويل
لم يكن الكيميائي الإيرلندي بويل هو المكتشف الأول لهذا القانون، فقد سبقه في اكتشافه كيميائيون آخرون، حيث قام كلا من هنري باور ورتشارد تونيل في عامي 1660 و1661 بعدة تجارب على عينات من الهواء تحت ضغط أقل من الضغط الجوي، واكتشف أن حاصل ضرب ضغط الهواء في حجمه يعطي نتيجة ثابتة دائما. 

في العام التالي، أجرى العالم الإنجليزي روبرت هوك العديد من التجارب المشابهة لتجربة هنري باور على عينة من الهواء تحت ضغط أعلى من الضغط الجوي، وكانت نتائجها متوافقة تماما مع النتائج السابقة، وبعد ذلك جاء الإيرلندي بويل وأكد نتائج تجارب زملائه، ونشرها عام 1662 ميلادي، واشتهرت كتابات العالم الفرنسي آدمي ماريوت الذي نشر تجاربه الخاصة على الغازات عام 1679 ميلادي، وعرفت بعدها بقانون ماريوت في قارة أوروبا

نص قانون بويل
يتناسب حجم الغاز عكسيا مع ضغط عينة الغاز عند درجة حرارة ثابتة، حيث عندما يزداد حجم الغاز عند نقصان الضغط الواقع عليه، ويقل حجمه بزيادة الضغط الواقع عليه، وحجم الغاز في ضغطه يظل رقم ثابت. عمل بويل على اثبات علاقة أخرى بين حجم الهواء والكثافة، ووجد أن هناك علاقة عكسية بينهما، بمعني أنه عندما تقل كثافة الهواء يزداد حجمه.

نص المعادلة الرياضية لقانون بويل هي
pv= k
تعتمد قيمة k، وهي الثابت الذي يعتمد عليه كل من الضغط والحجم، على نظام الوحدات المستخدم.

ترتبط النظرية الحركية للغازات الحقيقية بقانون بويل بشكل وثيق
تتصرف معظم الغازات بشكل مثالي عند درجة حرارة الغرفة، وعندما يتم الانحراف عن السلوك المثالي، نبدأ في ملاحظة سلوك الغاز عند زيادة الضغط وانخفاض درجات الحرارة. يظهر هنا سلوك الغاز الحقيقي والانحراف عن السلوك المثالي للغاز، ويتم قياس درجة الانحراف وعامل الانضغاط عن الغاز المثالي، حيث ينص قانون الغاز المثالي على pv=nR
تستخدم الصيغة P × v = n × R × T في حسابات الغازات، حيث P هو ضغط الغاز، v هو حجم الغاز، n هو عدد مولات الغاز، R هو الثابت العام للغازات والذي يختلف قيمته حسب الوحدات المستخدمة، و T هي درجة الحرارة التي يتم عندها القياس.
وهو ما اشتق منه العديد من الكتب والاثباتات العلمية لكبار العلماء الذين عرفوا على مر التاريخ  ونذكر على سبيل المثال منها البرت أينشتاين حيث أظهر أينشتاين في عام 1905 كيف تطبق النظرية الحركية وتنطبق على نظرية الحركة البراونية في السوائل الغراونية وهي السوائل التي تكون جزيئاتها معلقة ولكن لا تري بالعين المجردة، و لودفيغ بولتزمان الذي جمع بينها واستخدم  قوانين نيوتن للحركة مع التطبيق على المستوى الجزيئي للغازات.