Η κατάσταση ενός ιδανικού αερίου μπορεί να περιγραφεί γνωρίζοντας την πίεση, τον όγκο και τη θερμοκρασία του (P, V, T). Όταν οι τιμές των παραπάνω μεγεθών παραμένουν σταθερές λέμε ότι το αέριο βρίσκεται σε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας. Όταν το αέριο μεταβαίνει από μια κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας σε μια άλλη (αργά, ώστε να περνά από διαδοχικές καταστάσεις ισορροπίας), λέμε ότι υφίσταται μια μεταβολή. Στην περίπτωση...
που η θερμοκρασία του αερίου παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια αυτής της μετάβασης μπορούμε να χαρακτηρίσουμε τη μετάβαση ως ισόθερμη μεταβολή.
Ο νόμος που περιγράφει την ισόθερμη μεταβολή είναι ο νόμος του Boyle και αναφέρει ότι, όταν ένα αέριο υφίσταται ισόθερμη μεταβολή το γινόμενο της πίεσης του αερίου επί τον όγκο του αερίου παραμένει σταθερό. Δηλαδή:
P1V1
= const.
Έτσι μπορούμε να γράψουμε:
P1V1
= P2V2
κάτι που σημαίνει ότι όταν αυξάνεται η πίεση ενός αερίου με σταθερή θερμοκρασία, ο όγκος μειώνεται, ενώ όταν η πίεση μειώνεται ο όγκος αυξάνεται.
Στο πείραμα που θα δείτε στο παρακάτω video χρησιμοποιούμε ένα μπαλόνι το οποίο περιέχει αέρα και μια σύριγγα των 60ml. Η μεταβολή της πίεσης του αέρα γύρω από το μπαλόνι, έχει σαν συνέπεια την αντίστροφη μεταβολή του όγκου του αέρα μέσα στο μπαλόνι.
Δείτε το video.
Δείτε εδώ ένα animation ισόθερμης μεταβολής.
