Transformarea izoterma

Definitie: Numim transformare izotermă transformarea pe parcursul căreia numărul de moli şi temperatura sistemului termodinamic rămân nemodificate.
În oricare stare de echilibru a gazului ideal, între parametrii care caracterizează starea acestuia există relaţia dată de ecuaţia de stare:
pV=nRT

Legea transformării izoterme: Presiunea gazului ideal este invers proporţională cu volumul gazului:
p = (nRT)*1/V
sau
pV=nRT=constant

Legea Boyle- Mariotte (legea transformarii izoterme)

Legea transformării izoterme a fost descoperită experimental în 1662 de către irlandezul Robert Boyle, cronologic, prima lege a gazelor care a fost descoperită.

Această lege arată cum variază presiunea unui gaz în funcție de volum într-o tranformare în care masa și temperatura gazului rămân constante, și se enunță astfel: Pentru o masă dată de gaz m, aflată la temperatură consatantă, T, produsul dintre presiunea gazului și volumul ocupat de acesta este constant:

P1V1=P2V2=PV=const (1)
Unde cu P1, V1, P2, V2 s-au notat valorile presiunii si respectiv ale volumului pentru două stari 1 si 2, ale gazului, care au aceeasi temperatură.
Din relatia (1) rezultă că la o temperatură dată stările posibile ale gazului reprezentate în coordonate (p,V) se plasează o hiperbolă echilateră.
Cu cât temperatura la care se efectuează transformarea este mai mare cu atât valoarea constantei din relatia (1) este mai mare si distanta izotermelor fată de originea axelor de coordonate (p, V) creste.
Relaţia obţinută permite să calculăm oricare dintre parametrii variabili ai gazului ideal, dacă îi cunoşti pe ceilalţi trei.

Într−o transformare izotermă, parametrii variabili sunt presiunea şi volumul gazului. Într−un sistem de axe, în care una dintre axe este presiunea, iar cealaltă este volumul, fiecărei stări a gazului îi corespunde un punct de coordonate (p, V), numite coordonate Clapeyron.

În coordonate p−V, reprezentarea grafică a unei transformări izoterme a gazului ideal este un arc de hiperbolă, simetrică faţă de prima bisectoare a sistemului de coordonate. Arcul de hiperbolă intersectează prima bisectoare mai departe de origine pentru o valoare mai mare a cantităţii constante din legea transformării izoterme.