罗伯特·波义耳知道，有些元素以气体形式存在，而其他元素则以液体或固体形式存在。他认为，气体中的基本粒子能够非常自由地移动，且相距很远。液体中的基本粒子相距较近，但仍然能够相当自由地移动。而固体中的粒子聚集得非常紧密，因而不能移动。1662年，波义耳和他的助手罗伯特·虎克（Robert Hooke）做了一系列气体实验。他们使用一个丁字形玻璃管，管的一端被密封，气体被液体水银柱封存在管子密封的一端。他们小心翼翼地增加或减少管内的压力.测量出里面气体的体积。同时。他们要确保空气的数量和温度保持恒定。当他们将压力增大到高于大气压的压力时，气体的体积就减小。当他们降低压力时，气体体积就增大。波文耳定律波义耳的研究表明，压力是由粒子运动造成的一种力。当粒子相互碰撞，并碰撞到容器壁时，就产生一种力。当气体体积增大时，粒子相距较远，与容器壁碰撞的粒子就少，也就是说气体的压力就较小。而当气体体积增大时，粒子就相互推挤，与容器壁的碰撞次数就多，因此压力就上升。
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