Dans une transformation isotherme, le variation de volume et de pression d'un certain gaz, mais le Température constante; d'où l'origine du nom isotherme (grec: iso = égal; thermo = chaleur).
Les scientifiques Boyle et Mariotte, isolément, ont mené des expériences similaires et le résultat obtenu était: à mesure que la pression augmente, le volume du gaz diminue.
Pensez, par exemple, au piston d'une seringue. Si on applique une pression extérieure sur ce piston, c'est-à-dire si on augmente la pression, le volume d'air occupé à l'intérieur de la seringue va diminuer, et inversement.
Le volume et la pression sont inversement proportionnels: dans le panneau de gauche, la pression est faible et le volume occupé par l'air est grand. A droite, lorsque plus de pression est appliquée sur le piston de la seringue, le volume diminue.
Ce n'est pas un cas isolé, c'est quelque chose qui se répète avec une régularité commune pour les gaz. Par conséquent, ce fait a été énoncé sous la forme d'une loi, qui peut être décrite comme suit :
| La loi de Boyle ou alors La loi de Boyle-Mariotte: A température constante, le volume occupé par une masse fixe d'un gaz est inversement proportionnel à sa pression. |
Cela signifie que si nous doublons la pression d'un gaz, son volume diminuera de moitié et ainsi de suite. Lorsque deux de ces quantités sont inversement proportionnelles, leur produit est une constante; ainsi, mathématiquement, cette relation peut être représentée comme suit :
| P.V = k |
Où k = constant.
Ainsi, si dans une première situation on a la valeur de pression d'un certain gaz comme P1 et son volume respectif comme V1, alors il faut :
| P1. V1 = k |
Si nous augmentons cette pression à P2, son volume sera également modifié en V2 et nous devrons à nouveau :
| P2 . V2 = k |
Ainsi, nous arrivons à la conclusion :
| P1. V1 =P2. V2 |
Cette constance se voit par l'exemple donné dans le tableau ci-dessous, des pressions et volumes d'un gaz de masse fixe :
En traçant ces valeurs, nous verrons la formation d'une courbe.
La représentation graphique d'une transformation isotherme sera toujours une hyperbole, quelles que soient les valeurs de pression et de volume et de température auxquelles l'expérience a été réalisée. Cette hyperbole est appelée isotherme; ainsi, comme on peut le voir dans le graphique ci-dessous, différentes températures donnent lieu à différentes isothermes.
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isotermica-ou-lei-boyle.htm