বয়েলের সূত্রানুযায়ী, স্থির তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন (V) তার চাপের (P) ব্যস্তানুপাতিক। অর্থাৎ,
\[V \propto \frac{1}{P}\]
অথবা,
\[PV = \text{ধ্রুবক}\]
এই সম্পর্ক থেকে আমরা পাই:
যদি V-কে Y-অক্ষে এবং P-কে X-অক্ষে স্থাপন করে লেখচিত্র আঁকা হয়, তাহলে একটি আয়তাকার পরাবৃত্ত (rectangular hyperbola) পাওয়া যায়। এটি নির্দেশ করে যে চাপ বাড়লে আয়তন কমে এবং চাপ কমলে আয়তন বাড়ে, যা ব্যস্তানুপাতিক সম্পর্ককে বোঝায়।
যদি PV-কে Y-অক্ষে এবং P (বা V)-কে X-অক্ষে স্থাপন করে লেখচিত্র আঁকা হয়, তাহলে X-অক্ষের সমান্তরাল একটি সরলরেখা পাওয়া যায়, কারণ PV এর মান সর্বদা স্থির থাকে।
এখন, প্রদত্ত লেখচিত্রগুলো বিশ্লেষণ করি:
(ক) লেখচিত্র: এই লেখচিত্রে V-কে Y-অক্ষে এবং P-কে X-অক্ষে স্থাপন করে একটি মূলবিন্দুগামী সরলরেখা দেখানো হয়েছে। এটি V ও P এর মধ্যে সরলানুপাতিক সম্পর্ক নির্দেশ করে (V \(\propto\) P), যা বয়েলের সূত্রের পরিপন্থী।
(খ) লেখচিত্র: এই লেখচিত্রে V-কে Y-অক্ষে এবং P-কে X-অক্ষে স্থাপন করে একটি আয়তাকার পরাবৃত্ত দেখানো হয়েছে, যা V ও P এর মধ্যে ব্যস্তানুপাতিক সম্পর্ক (V \(\propto\) 1/P) নির্দেশ করে। এটি বয়েলের সূত্রের সঠিক প্রকাশ।
(গ) লেখচিত্র: এই লেখচিত্রে P-কে Y-অক্ষে এবং PV-কে X-অক্ষে স্থাপন করে একটি মূলবিন্দুগামী সরলরেখা দেখানো হয়েছে। এটি P ও PV এর মধ্যে সরলানুপাতিক সম্পর্ক নির্দেশ করে (P \(\propto\) PV), যা বয়েলের সূত্রানুযায়ী সঠিক নয়। কারণ P = k \(\cdot\) PV হলে V = 1/k, অর্থাৎ আয়তন ধ্রুবক হবে, যা সাধারণত বয়েলের সূত্রে বলা হয় না (V পরিবর্তনশীল)।
(ঘ) লেখচিত্র: এই লেখচিত্রে PV-কে Y-অক্ষে এবং P-কে X-অক্ষে স্থাপন করে একটি ঋণাত্মক ঢালবিশিষ্ট সরলরেখা দেখানো হয়েছে। এটি নির্দেশ করে যে চাপ বাড়লে PV এর মান কমে। কিন্তু বয়েলের সূত্রানুযায়ী, PV এর মান সর্বদা ধ্রুবক থাকে। তাই এটিও সঠিক নয়।
সুতরাং, বয়েলের সূত্রানুযায়ী গ্যাসের চাপ ও আয়তনের মধ্যে সম্পর্ককে সঠিকভাবে উপস্থাপন করে (খ) লেখচিত্রটি।
পরীক্ষা করে দেখা গেছে একই পরিমাণের বিভিন্ন গ্যাস একই আয়তনের বিভিন্ন পাত্রে একই তাপমাত্রায় রেখে যদি চাপ পরিমাপ করা হয় তাহলে প্রত্যেকের চাপ প্রায় সমান পাওয়া যায়। তাপমাত্রা আরো বাড়িয়ে যদি আবার চাপ পরিমাপ করা হয় তাহলে গ্যাসগুলোর চাপের মান আরো কাছাকাছি পাওয়া যায়। তাপমাত্রা যত বাড়ান যাবে চাপের পার্থক্য ততই কমতে থাকবে। তাপমাত্রা আরো বাড়িয়ে চাপ পরিমাপ করতে থাকলে একসময় দেখা যাবে প্রত্যেকটি গ্যাসই pV=nRT সমীকরণ মেনে চলছে। এখানে p = গ্যাসের চাপ, V = গ্যাসের আয়তন, n = গ্যাসের মোল সংখ্যা, R = সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, প্রত্যেক গ্যাসের জন্যে যার মান 8.31 J mol-1K-1এবং T = কেলভিন এককে গ্যাসের তাপমাত্রা। এ সমীকরণকে বলা হয় আদর্শ গ্যাস সমীকরণ। উচ্চ তাপমাত্রা ও নিম্নচাপে সকল গ্যাস এ সমীকরণ মেনে চলে। যে সকল গ্যাস সকল তাপমাত্রা ও চাপে এই সমীকরণ মেনে চলে তারাই আদর্শ গ্যাস। প্রকৃতিতে অবশ্য এমন কোনো গ্যাসের অস্তিত্ব নেই যা প্রকৃতপক্ষে আদর্শ। উচ্চতাপমাত্রা ও নিম্নচাপে সকল গ্যাসই আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে। আদর্শ গ্যাসের আচরণ থেকেই আমরা বাস্তব গ্যাস সম্পর্কে ধারণা পেতে পারি। তাই আমরা সকল গ্যাস সমীকরণ আদর্শ গ্যাসের উপর ভিত্তি করে প্রতিপাদন করি।
