Изотермический процесс
Изотермический процесс — это изменение состояния газа при постоянной температуре. Для данной массы газа при таком процессе давление увеличивается при уменьшении объёма и уменьшается при его увеличении.
Основная закономерность
Если газ считают идеальным газом, а его температура и масса не изменяются, произведение давления газа на его объём остаётся постоянным. Поэтому давление и объём связаны обратной пропорциональностью: во сколько раз уменьшается объём, во столько же раз увеличивается давление.
Здесь \(p\) — давление газа, \(V\) — объём, а индексы 1 и 2 обозначают начальное и конечное состояния. Температура при этом одинакова: \(T_1=T_2\).
Объём сосуда с газом уменьшили вдвое: \(V_2=\frac{V_1}{2}\). По закону Бойля — Мариотта \(p_1V_1=p_2V_2\), поэтому \(p_2=2p_1\). Давление увеличилось в два раза, если температура и масса газа остались постоянными.
Изотермический процесс не означает, что неизменными остаются давление и объём. Постоянна только температура. Если объём не меняется, это уже изохорный процесс, а если постоянным остаётся давление — изобарный процесс.
Как изменится давление газа при постоянной температуре, если его объём уменьшить в 3 раза?
Главное
- Изотермический процесс протекает при постоянной температуре: \(T=\mathrm{const}\).
- Для данной массы газа выполняется \(pV=\mathrm{const}\): давление обратно пропорционально объёму.
- При уменьшении объёма в несколько раз давление увеличивается во столько же раз.