טרנספורמציה איזותרמית או חוק בויל

בשינוי איזותרמי, ה- נפח ולחץ וריאציה של גז מסוים, אבל טמפרטורה קבועה; מכאן מקור השם האיזותרמי (ביוונית: איזו = שווה; תרמו = חום).

המדענים בויל ומריוטה, בבידוד, ביצעו ניסויים דומים והתוצאה שהתקבלה הייתה: ככל שהלחץ עולה, נפח הגז פוחת.

רק תחשוב, למשל, על הבוכנה של המזרק. אם נפעיל לחץ חיצוני על הבוכנה הזו, כלומר אם נגדיל את הלחץ, נפח האוויר תפוס בתוך המזרק יקטן, ולהיפך.

הנפח והלחץ הם ביחס הפוך: בתיבה השמאלית הלחץ קטן והנפח שתופס האוויר גדול. מצד ימין, כאשר מופעל לחץ רב יותר על הבוכנה של המזרק, הנפח פוחת.

זה לא מקרה בודד, זה משהו שחוזר על עצמו בקביעות נפוצה של גזים. לכן עובדה זו נאמרה בצורה של חוק, שניתן לתאר כך:

חוק בויל אוֹ חוק בויל-מריוט: בטמפרטורה קבועה, הנפח שנכבש על ידי מסה קבועה של גז הוא ביחס הפוך ללחץ שלו.

המשמעות היא שאם נכפיל את הלחץ של גז, נפחו יחולק וכן הלאה. כאשר שתי כמויות כאלה פרופורציונליות הפוכות, התוצר שלהן הוא קבוע; לפיכך, באופן מתמטי, ניתן לייצג קשר זה באופן הבא:

P.V = k

איפה k = קבוע.

לפיכך, אם במצב ראשון יש לנו את ערך הלחץ של גז מסוים כ- P1 ואת נפחו בהתאמה כ- V1, עלינו:

פ1. ו1 = k

אם נגדיל את הלחץ הזה ל- P2, עוצמת הקול שלו תשתנה גם ל- V2 ושוב נצטרך:

פ2 . ו2 = k

לפיכך, אנו מגיעים למסקנה:

פ1. ו1 = P2. ו2

קביעות זו ניתן לראות על ידי הדוגמה המובאת בטבלה שלהלן, של לחצים ונפחים של גז בעל מסה קבועה:

על ידי תרשים ערכים אלה, נראה יצירת עקומה.

הייצוג הגרפי של טרנספורמציה איזותרמית תמיד יהיה היפרבולה, ללא קשר לערכי הלחץ והנפח והטמפרטורה שבהם נערך הניסוי. קוראים להיפרבולה זו איזותרמה; לכן, כפי שניתן לראות בגרף שלהלן, טמפרטורות שונות מולידות איזותרמות שונות.

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isotermica-ou-lei-boyle.htm