При изотермична трансформация, вариране на обема и налягането на определен газ, но постоянна температура; оттук произходът на изотермичното име (на гръцки: изо = равно; термо = топлина).
Учените Бойл и Мариот, изолирано, провеждат подобни експерименти и полученият резултат е: с увеличаване на налягането обемът на газа намалява.
Помислете само за буталото на спринцовка. Ако приложим външен натиск върху това бутало, т.е. ако увеличим налягането, обемът на въздуха, зает в спринцовката, ще намалее и обратно.
Обемът и налягането са обратно пропорционални: в левия панел налягането е малко, а обемът, зает от въздуха, е голям. Отдясно, когато се приложи повече натиск върху буталото на спринцовката, обемът намалява.
Това не е единичен случай, а нещо, което се повтаря с обща редовност за газовете. Следователно този факт беше заявен под формата на закон, който може да бъде описан по следния начин:
| Законът на Бойл или Законът на Бойл-Мариот: При постоянна температура обемът, зает от фиксирана маса на даден газ, е обратно пропорционален на неговото налягане. |
Това означава, че ако удвоим налягането на даден газ, неговият обем ще се намали наполовина и т.н. Когато две такива количества са обратно пропорционални, техният продукт е константа; по този начин математически тази връзка може да бъде представена по следния начин:
| P.V = k |
Където k = константа.
По този начин, ако в първа ситуация имаме стойността на налягането на определен газ като P1 и съответния му обем като V1, тогава трябва да:
| P1. V1 = k |
Ако увеличим това налягане до P2, неговият обем също ще бъде променен на V2 и отново ще трябва да:
| P2 . V2 = k |
Така стигаме до заключението:
| P1. V1 = Р2. V2 |
Това постоянство може да се види от примера, даден в таблицата по-долу, за наляганията и обемите на газ с фиксирана маса:
Чрез графики на тези стойности ще видим образуването на крива.
Графичното представяне на изотермична трансформация винаги ще бъде хипербола, независимо от стойностите на налягането и обема и температурата, при които е проведен експериментът. Тази хипербола се нарича изотерма; така, както може да се види на графиката по-долу, различните температури пораждат различни изотерми.
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isotermica-ou-lei-boyle.htm