La legge di Boyle è una delle tre leggi dei gas che indicano le relazioni tra le loro tre grandezze fisiche. Secondo la legge appena menzionata, in caso di trasformazioni fisiche in cui la temperatura rimane costante il volume di una certa quantità di gas aumenta o diminuisce in maniera inversamente proporzionale alla sua pressione.
Sebbene ci siano molti gas diversi, questi tendono a manifestare comportamenti simili, soprattutto se si trovano in condizioni di bassa pressione e di alta temperatura che ne impediscono la condensazione. In base a queste informazioni si è capito che per conoscere lo stato fisico di un gas ci serve misurare soltanto il volume (V), la pressione (p) e la temperatura (T).
Ovviamente le particelle di un gas tendono a occupare tutto lo spazio disponibile, pertanto siamo noi a stabilire il volume. La pressione è l’effetto degli urti delle particelle di un gas sul recipiente; perciò aumentando la frequenza degli urti, diminuendo il volume o aumentando la loro velocità alzando la temperatura, aumenta la pressione.
Quando in una trasformazione fisica facciamo in modo che la temperatura non cambi (trasformazione isoterma), il volume di una certa quantità di gas tenderà ad aumentare in modo proporzionale se diminuisce la pressione, o a diminuire in modo proporzionale se aumenta la pressione. Questo significa che se raddoppia la pressione il volume viene dimezzato, se la prima grandezza viene triplicata allora la seconda grandezza viene diminuita di un terzo, se la pressione viene dimezzata il volume raddoppia.
Questo significa anche che il prodotto tra la pressione e il volume rimane costante, non cambia. Infatti, la misura delle due grandezze cambia affinché il loro prodotto dia sempre lo stesso risultato. In simboli scriviamo che p ∙ V = k. Questa relazione viene chiamata legge di Boyle o legge di Boyle-Mariotte a motivo delle scoperte fatte dai due scienziati, che furono contemporanei.
Tramite la legge di Boyle possiamo anche ricavare le formule inverse per trovare la pressione o il volume. Conoscendo la costante e il volume la formula per trovare la pressione è p = k/V; se conosciamo la costante e la pressione di un gas possiamo ricavare il volume tramite la formula inversa V = k/p.
