Endringer i tilstand for gasser

Endringer i tilstand for en gass kan følges fra ett punkt til et annet i et p/V-diagram. For reelle tilfeller kreves tre akser for variablene p, V og T. Med en endring i tilstand beveger vi oss langs en 3-dimensjonal kurve på overflaten i p-, V- og T-rommet. For å gjøre det enklere vurderer vi imidlertid vanligvis projeksjonen av kurven i ett av de tre planene. Dette er vanligvis p/V-planet. Fem ulike tilstandsendringer kan vurderes:

1. Isokorisk prosess (konstant volum)
2. Isobarisk prosess (konstant trykk)
3. Isotermisk prosess (konstant temperatur)
4. Isentropisk prosess (uten varmeutveksling med omgivelser)
5. Polytropisk prosess (fullstendig varmeutveksling med omgivelsene)

Oppvarming av en gass i en lukket beholder er et eksempel på den isokoriske prosessen ved konstant volum.

Oppvarming av en gass i en sylinder med konstant belastning på stempelet er et eksempel på den isobariske prosessen ved konstant trykk.

Hvis en gass i en sylinder komprimeres isotermisk, må en mengde varme som tilsvarer arbeidet som utføres, fjernes gradvis. Dette er upraktisk, da en så langsom prosess ikke kan forekomme.

En isentropisk prosess foreligger hvis en gass komprimeres i en fullstendig isolert sylinder uten varmeutveksling med omgivelsene. Det kan også forekomme hvis en gass ekspanderer gjennom en dyse så raskt at det ikke er tid til varmeutveksling med omgivelsene.

Den isotermiske prosessen innebærer full varmeutveksling med omgivelsene, og den isotropiske prosessen innebærer ingen varmeutveksling overhodet. I virkeligheten finner alle prosesser sted et sted midt i mellom disse ekstremene: den polytropiske prosessen. Relasjonen for en slik prosess er: