Izoterm átalakulás során a térfogat és nyomásváltozás egy bizonyos gáz, de a állandó hőmérséklet; innen származik az izoterm név (görögül: iso = egyenlő; termo = hő).
Boyle és Mariotte tudósok külön-külön hasonló kísérleteket hajtottak végre, és a kapott eredmény: a nyomás növekedésével a gáz térfogata csökken.
Gondoljunk csak egy fecskendő dugattyára. Ha erre a dugattyúra külső nyomást gyakorolunk, vagyis ha növeljük a nyomást, a fecskendő belsejében elfoglalt levegő mennyisége csökken, és fordítva.
A térfogat és a nyomás fordítottan arányos: a bal oldali dobozban a nyomás kicsi és a levegő által elfoglalt térfogat nagy. Jobb oldalon, amikor nagyobb nyomást gyakorolnak a fecskendő dugattyára, a térfogat csökken.
Ez nem elszigetelt eset, hanem olyan, amelyet a gázok esetében rendszeresen megismételnek. Ezért ezt a tényt törvény formájában állapították meg, amely a következőképpen írható le:
| boyle törvénye vagy Boyle-Mariotte törvénye: Állandó hőmérsékleten a fix gáztömeg által elfoglalt térfogat fordítottan arányos a nyomásával. |
Ez azt jelenti, hogy ha megduplázzuk egy gáz nyomását, annak térfogata a felére csökken, és így tovább. Ha két ilyen mennyiség fordítottan arányos, akkor szorzatuk állandó; így matematikailag ez a kapcsolat a következőképpen ábrázolható:
| P.V = k |
Ahol k = állandó.
Tehát, ha egy első helyzetben egy bizonyos gáz nyomásértéke P1, és annak megfelelő térfogata V1, akkor:
| P1. V1 = k |
Ha ezt a nyomást P2-re növeljük, akkor a térfogata is V2-re változik, és ismét meg kell tennünk:
| P2 . V2 = k |
Így arra a következtetésre jutunk:
| P1. V1 = P2. V2 |
Ez az állandóság az alábbi táblázatban bemutatott példa alapján látható, amely rögzített tömegű gáz nyomása és térfogata:
Ezen értékek ábrázolásával látni fogjuk egy görbe kialakulását.
Az izoterm transzformáció grafikus ábrázolása mindig hiperbola lesz, függetlenül a nyomás, térfogat és hőmérséklet értékeitől, amelyeken a kísérletet elvégezték. Ezt a hiperbolát hívják izoterma; így, amint az az alábbi grafikonon látható, a különböző hőmérsékletek különböző izotermákat eredményeznek.
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isotermica-ou-lei-boyle.htm
