Изотермический процесс
Изотермический процесс — это изменение состояния газа при постоянной температуре. Для данной порции идеального газа при таком процессе произведение давления на объём остаётся неизменным.
Связь между давлением и объёмом следует из уравнения Менделеева—Клапейрона. Если количество газа и температура не изменяются, то уравнение состояния идеального газа упрощается.
Закон Бойля—Мариотта
Для неизменной массы идеального газа при постоянной температуре давление обратно пропорционально объёму: при уменьшении объёма давление увеличивается, а при увеличении объёма — уменьшается.
В этой записи индексы 1 и 2 обозначают начальное и конечное состояния газа. Из формулы можно найти неизвестную величину, например \(p_2=\frac{p_1V_1}{V_2}\).
Объём сосуда с газом уменьшили вдвое: \(V_2=\frac{V_1}{2}\). Температура и масса газа постоянны, поэтому \(p_1V_1=p_2\frac{V_1}{2}\). Отсюда \(p_2=2p_1\): давление увеличится в два раза.
Как изменится давление идеального газа, если при постоянной температуре его объём увеличить в 3 раза?
Изотермический процесс означает постоянную температуру, а не постоянное давление. Постоянное давление характерно для изобарического процесса. При изотермическом процессе давление и объём обычно меняются.
Главное
- Изотермический процесс проходит при \(T=\mathrm{const}\) для данной массы газа.
- Закон Бойля—Мариотта: \(pV=\mathrm{const}\), или \(p_1V_1=p_2V_2\).
- Если объём уменьшить вдвое, давление увеличится вдвое; если объём увеличить в несколько раз, давление уменьшится во столько же раз.