3.16. Izoterm állapotváltozás
Boyle-Mariotte-törvénye

Figyeljük meg a kísérletet.

Feladat: Változtassuk meg a térfogatát a dugattyúval lezárt  hengerben állandó tömegű gáznak! A gáz hőmérsékletét tekintsük állandónak!

Tapasztalatunk:

Ha egy pumpa vagy egy orvosi fecskendő végét befogjuk, és a dugattyút benyomjuk, akkor a kezünkkel érezzük, hogy a levegő a dugattyút visszafelé nyomja. 

Ha kifelé húzzuk és elengedjük, akkor szintén visszaugrik. Azt is megfigyelhetjük, hogy minél kisebb a levegő térfogata, annál nagyobb erő hat a dugattyúra, tehát annál nagyobb a nyomás. 

Mivel az állapotváltozás során a hőmérséklet nem változik, ezért izoterm folyamat esetén a gáz belső energiája sem változik. ( A belső energiáról később lesz szó)

Forrás: https://youtu.be/wYXbyHhtWIs Forrás: https://youtu.be/1TE0lMZgX38 

Boyle-Mariotte törvénye

Adott mennyiségű ideális gáznak vesszük a nyomását, a térfogatával

ha összeszorozzuk, és ha nem hibáztunk, adott hőmérsékleten a szorzatuk állandó 

Forrás: https://www.vascak.cz 

A szimuláción is látható:

Ideális gáz izoterm állapotváltozása esetén a rendszerrel közölt hő teljes egészében térfogati munkavégzésre fordítódik.

A gáz összenyomásakor a gázon végzett pozitív mechanikai munkát a gáz a környezetének leadott hővel kompenzálja. A gáz tágulásakor a gáz által végzett munkát az állandó hőmérsékletű környezettől felvett hő fedezi.

Cartesius-búvár

Saját képek, videó a TELEKI-ben elvégzett kísérlet

Lásd p-V grafikon:  https://www.geogebra.org/m/Cuh2iBHa#material/RuNL5cln