বয়েলের সূত্রের ক্ষেত্রে কোনটি সঠিক?

বয়েলের সূত্র (Boyle's Law) অনুযায়ী, স্থির তাপমাত্রায় (constant temperature) নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের আয়তন (volume) তার চাপের (pressure) ব্যস্তানুপাতিক (inversely proportional)। অর্থাৎ, তাপমাত্রা ও গ্যাসের ভর অপরিবর্তিত থাকলে, গ্যাসের চাপ বাড়লে আয়তন কমে এবং চাপ কমলে আয়তন বাড়ে।

গাণিতিকভাবে, বয়েলের সূত্রকে এভাবে প্রকাশ করা যায়:

    
• \(P \propto \frac{1}{V}\) (যখন তাপমাত্রা, \(T\) এবং গ্যাসের মোল সংখ্যা, \(n\) স্থির)
    
• অথবা, \(PV = k\) (যেখানে \(k\) একটি ধ্রুবক)

উপরিউক্ত সংজ্ঞা ও গাণিতিক সম্পর্ক থেকে স্পষ্ট যে, বয়েলের সূত্রের ক্ষেত্রে তাপমাত্রা স্থির থাকে।

    
• চাপ স্থির (Pressure is constant): এটি চার্লসের সূত্রের (Charles's Law) একটি শর্ত, যেখানে স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন তার পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক।
    
• আয়তন স্থির (Volume is constant): এটি গে-লুসাকের সূত্রের (Gay-Lussac's Law) একটি শর্ত, যেখানে স্থির আয়তনে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের চাপ তার পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক।

অতএব, বয়েলের সূত্রের জন্য একমাত্র সঠিক শর্ত হলো তাপমাত্রা স্থির থাকা।