Zmiany w stanie dla gazów

Zmiany stanu gazu można śledzić z jednego punktu do drugiego na wykresie p/V. W rzeczywistych przypadkach wymagane są trzy osie dla zmiennych p, V i T. Wraz ze zmianą stanu poruszamy się wzdłuż 3-wymiarowej krzywej na powierzchni w przestrzeni p, V i T. Jednak w celu uproszczenia zazwyczaj bierzemy pod uwagę odwzorowanie krzywej w jednej z trzech płaszczyzn. Jest to zazwyczaj płaszczyzna p/V. Można rozważyć pięć różnych zmian stanu:

1. Proces izochoryczny (objętość stała)
2. Proces izobaryczny (stałe ciśnienie)
3. Proces izotermiczny (stała temperatura)
4. Proces izentropowy (bez wymiany ciepła z otoczeniem)
5. Proces politropowy (całkowita wymiana ciepła z otoczeniem)

Podgrzewanie gazu w zamkniętym pojemniku jest przykładem procesu izochorycznego przy stałej objętości.

Podgrzewanie gazu w cylindrze przy stałym obciążeniu tłoka jest przykładem procesu izobarycznego przy stałym ciśnieniu.

Jeśli gaz w butli jest sprężany izotermicznie, należy stopniowo usuwać ilość ciepła odpowiadającą zastosowanej pracy. Jest to niepraktyczne, ponieważ tak powolny proces nie może wystąpić.

Proces izentropowy występuje, gdy gaz jest sprężany w całkowicie izolowanej butli bez wymiany ciepła z otoczeniem. Może również występować, jeśli gaz rozpręża się przez dyszę tak szybko, że nie ma czasu na wymianę ciepła z otoczeniem.

Proces izotermiczny obejmuje pełną wymianę ciepła z otoczeniem, a proces izotropowy w ogóle nie obejmuje wymiany ciepła. W rzeczywistości wszystkie procesy zachodzą gdzieś pomiędzy tymi skrajnościami: proces politropowy. Relacja dla takiego procesu to: