নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও 1 atm চাপে কয়েকটি মার্বেল সহ একটি গ্যাসের আয়তন 300 ml হয়। তাপমাত্রা অপরিবর্তিত রেখে চাপকে 3 গুন করা হলো। ঐ মার্বেল সহ গ্যাসের আয়তন কমে গিয়ে 120 ml হয়। ঐ মার্বেলের আয়তন কত?

1662 খ্রিষ্টাব্দে বিজ্ঞানী রবার্ট বয়েল স্থির উষ্ণতায় গ্যাসের চাপ ও আয়তনের পারস্পরিক সম্পর্ক যুক্ত একটি সূত্রের অবতারণা করেন। এই সুত্রটিকে বয়েলের সূত্র বলে।

বয়েলের সূত্র-

স্থির উষ্ণতায়, নির্দিষ্ট ভরের যে কোনো গ্যাসের আয়তন ওই গ্যাসের চাপের সঙ্গে ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়।

বয়েলের সূত্রের গাণিতিক রূপ-

মনে করি, নির্দিষ্ট উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন V এবং চাপ P; তাহলে বয়েলের সূত্র অনুসারে, V α 1/P, যখন উষ্ণতা T স্থির। অতএব, V = K/P, যেখানে K একটি ধ্রুবক। অর্থাৎ, PV= ধ্রুবক, যখন উষ্ণতা T স্থির। এটি বয়েলের সূত্রের গাণিতিক রূপ।

এখন যদি উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের P1 চাপে আয়তন V1 এবং P2 চাপে আয়তন V2 হয়, তবে বয়েলের সূত্র অনুসারে, P1V1 = P2V2 = K (ধ্রুবক) হয়।

সুতরাং, বয়েলের সূত্র থেকে বলা যায় যে, স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের ক্ষেত্রে গ্যাসের আয়তন এবং চাপের গুণফল সর্বদা ধ্রুবক। অর্থাৎ, গ্যাসের চাপ বাড়ালে আয়তন কমে এবং চাপ কমালে আয়তন বাড়ে।

বয়েলের সূত্রের ধ্রুবক দুটি হল: (1) গ্যাসের ভর এবং (2) গ্যাসের ধর্ম।