보일의 J자관 실험

보일의 J자관 실험

보일의 J자관 실험은 보일이 자신의 법칙을 증명하기 위해 했던 실험입니다. 보일은 한쪽이 막힌 J자 모양의 유리관에 수은을 붓는 실험을 하였습니다.

처음에는 수은의 높이가 같도록 합니다. 열린 쪽은 바깥 공기와 통해 있으므로 1기압이 되고, 수은의 높이가 서로 같으므로 막힌 쪽 공기의 기압도 1기압입니다.
보일은 열린 쪽의 유리관에 수은을 부어 보았습니다. 열린 쪽 유리관의 수은이 높아질수록 막힌 쪽 유리관의 부피는 줄어들었습니다. 보일은 수은의 높이 차이로부터 수은이 누르는 압력을 계산할 수 있었고, 막힌 쪽 유리관의 부피 변화로부터 기체의 부피가 줄어드는 정도를 알아낼 수 있었습니다.

이 실험으로부터 보일은, 일정한 온도에서 기체의 압력이 2배, 3배…로 될 때마다 기체의 부피는 1/2, 1/3…로 줄어든다는 사실을 알아내었습니다.
즉, 보일은 “일정한 온도에서 일정량의 부피는 압력에 반비례한다.”는 것을 밝혀냈으며, 이 관계를 보일의 법칙이라고합니다.