При изотермическом превращении изменение объема и давления определенного газа, но постоянная температура; отсюда происхождение изотермического названия (греч.: iso = равно; термо = тепло).
Ученые Бойль и Мариотт, по отдельности, провели аналогичные эксперименты, и получили результат: по мере увеличения давления объем газа уменьшается.
Подумайте, например, о поршне шприца. Если мы приложим к этому поршню внешнее давление, то есть если мы увеличим давление, объем воздуха, занятого внутри шприца, уменьшится, и наоборот.
Объем и давление обратно пропорциональны: на левой панели давление небольшое, а объем, занимаемый воздухом, большой. Справа: при увеличении давления на поршень шприца объем уменьшается..
Это не единичный случай, это то, что с обычной регулярностью повторяется для газов. Таким образом, этот факт был зафиксирован в виде закона, который можно описать следующим образом:
| Закон Бойля или же Закон Бойля-Мариотта: При постоянной температуре объем, занимаемый фиксированной массой газа, обратно пропорционален его давлению. |
Это означает, что если мы удвоим давление газа, его объем уменьшится вдвое и так далее. Когда две такие величины обратно пропорциональны, их произведение является константой; таким образом, математически эту связь можно представить следующим образом:
| P.V = k |
Где k = постоянный.
Таким образом, если в первой ситуации у нас есть значение давления определенного газа как P1 и его соответствующий объем как V1, то мы должны:
| п1. V1 = k |
Если мы увеличим это давление до P2, его объем также изменится на V2, и нам снова придется:
| п2 . V2 = k |
Таким образом, приходим к выводу:
| п1. V1 = P2. V2 |
Это постоянство можно увидеть на примере, приведенном в таблице ниже, давлений и объемов газа с фиксированной массой:
Построив график этих значений, мы увидим формирование кривой.
Графическое представление изотермического превращения всегда будет гиперболой, независимо от значений давления, объема и температуры, при которых проводился эксперимент. Эта гипербола называется изотерма; Итак, как видно на графике ниже, разные температуры приводят к разным изотермам.
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isotermica-ou-lei-boyle.htm