ボイルの法則

２つの注射器をチューブでつなぎ、注射器内部には空気が入っているとします。

下の注射器におもりを付けると、上の注射器のピストンを固定しても、下の注射器のピストンが下がります。

これはボイルの法則により、一定の温度の下では体積Vと圧力pの積が一定となるからです。

\[p \ V = \boldsymbol{一定} \tag{1}\]

大気圧を \(p_0\) 、おもりの重さをM、重力定数をg、注射器の断面積をSとすると、圧力pは以下の式になります。

\[p = p_0 - \frac{M \ g}{S}\]

Mが小さければ \(p \fallingdotseq p_0\) で、式(1)から体積Vはほとんど変化しないので、注射器の内部は空気でも問題ありません。

しかし、Mが大きい場合は注射器の内部は水や油などの液体が望ましいです。