Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс)

Изотермическим процессомназывают изменение состояния газа, при котором его температура остаётся постоянной.

Для неизменной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на объем есть величина постоянная:

   \[pV=const\]

Этот же закон можно переписать в другом виде (для двух состояний идеального газа):

   \[p_1V_1=p_2V_2\]

Этот закон следует из уравнения Менделеева – Клапейрона:

   \[pV=const=\frac{m}{\mu}RT\]

Очевидно, что при неизменной массе газа и при постоянной температуре правая часть уравнения остается постоянной величиной.

Графики зависимости параметров газа при постоянной температуре называются изотермами.

Обозначив константу буквой k_1, запишем функциональную зависимость давления от объема при изотермическом процессе:

   \[p=\frac{k_1}{V}\]

Видно, что давление газа обратно пропорционально его объему. Графиком обратной пропорциональности, а, следовательно, и графиком изотермы в координатах (P,V) является гипербола (рис.1, а). На рис.1 б) и в) представлены изотермы в координатах \left(P,T\right) и \left(V,T\right) соответственно.

Графики изотермических процессов в различных координатах

Рис.1. Графики изотермических процессов в различных координатах