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Boyle's law 公式,SPM 物理

公式:p₁V₁ = p₂V₂。考试不提供,需记忆。

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Boyle's law
p₁V₁ = p₂V₂

考试不提供,需记忆。

用途

Boyle's law 用于热(SPM 物理中四)。每一行运算都要带 SI 单位。

符号与 SI 单位

符号含义SI 单位
p₁初压强Pa
V₁初体积
p₂末压强Pa
V₂末体积

公式变形

  • p₂ = p₁V₁ / V₂
  • V₂ = p₁V₁ / p₂

解题示例

气体从 p₁ = 100 kPa、V₁ = 500 cm³ 在恒温下被压缩至 V₂ = 200 cm³。 p₂ = p₁V₁ / V₂ = (100 × 500) / 200 = 250 kPa。

常见陷阱

仅在定量气体恒温时成立。压强与体积成反比。

理解玻意耳定律

玻意耳定律 p₁V₁ = p₂V₂ 适用于恒温下的定量气体。p 是压强,V 是体积,下标 1 和 2 表示初态与末态。

压强可用帕斯卡(Pa)或千帕(kPa),体积可用 m³、升或 cm³,只要两边一致。

该定律指出压强与体积成反比:把气体压到一半体积,压强就加倍。这是因为在更小的空间里粒子撞壁更频繁。

求未知量时,整理为 p₂ = p₁V₁ / V₂V₂ = p₁V₁ / p₂。公式中没有温度,因为温度保持不变。

分步解题示例

一气体在 p₁ = 200 kPa 时占据 V₁ = 250 cm³。它在恒温下膨胀到 V₂ = 500 cm³。

求新压强 p₂。

写出整理后的公式:p₂ = p₁V₁ / V₂。代入并带单位:p₂ = (200 kPa × 250 cm³) / 500 cm³。

分子:200 × 250 = 50000。除以 500:50000 / 500 = 100。

故 p₂ = 100 kPa。cm³ 单位相消,留下 kPa。

体积加倍使压强减半,正符合反比关系。答案为 100 kPa,即取两位有效数字的 1.0 × 10² kPa。

常见错误与考法

关键条件是温度和气体质量保持不变。若温度变化,改用一般气体定律。

由于它是比值,体积单位不必是 m³,但两边必须一致。

其他错误:以为体积增大时压强上升(其实下降);方程中把 kPa 与 Pa 混用;以及把初末标号弄反使比值颠倒。

计算下,展示带一致单位的代入。解释可能要你用粒子碰撞说明压强为何改变,图像题可能要你辨认 p 对 1/V 的直线。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
玻意耳定律需要用 SI 单位吗?
不需要。由于它是比值 p₁V₁ = p₂V₂,任何一致单位都可用。两边用同一压强单位、同一体积单位,答案就保持该单位。
玻意耳定律成立需要什么保持不变?
温度和气体质量(量)都必须恒定。只有这样压强与体积才成反比。若温度变化,改用一般气体定律。
哪种图像把玻意耳定律显示为直线?
压强 p 对体积倒数 1/V 的图像是一条过原点的直线。而 p 对 V 的图像是曲线,因为两者成反比。

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