Modificări de stare pentru gaze

Modificările stării unui gaz pot fi urmărite de la un punct la altul într-o diagramă p/V. Pentru cazuri reale, sunt necesare trei axe pentru variabilele p, V și T. Cu o schimbare de stare, ne deplasăm de-a lungul unei curbe 3D pe suprafață în spațiul p, V și T. Cu toate acestea, pentru simplificare, de obicei luăm în considerare proiecția curbei într-unul dintre cele trei planuri. Acesta este de obicei planul p/V. Pot fi luate în considerare cinci schimbări diferite de stare:

1. Proces izocoric (volum constant)
2. Proces izobaric (presiune constantă)
3. Proces izoterm (temperatură constantă)
4. Proces isentropic (fără schimb de căldură cu mediul înconjurător)
5. Proces politropic (schimb de căldură complet cu mediul înconjurător)

Încălzirea unui gaz într-un recipient închis este un exemplu de proces izocoric la volum constant.

Încălzirea unui gaz într-un cilindru cu o sarcină constantă pe piston este un exemplu de proces izobaric la presiune constantă.

Dacă un gaz dintr-un cilindru este comprimat izoterm, trebuie îndepărtată treptat o cantitate de căldură egală cu activitatea aplicată. Acest lucru nu este practic, deoarece nu poate avea loc un proces atât de lent.

Există un proces isentropic dacă un gaz este comprimat într-un cilindru complet izolat, fără niciun schimb de căldură cu mediul înconjurător. De asemenea, poate exista dacă un gaz se expandează atât de rapid printr-o duză, încât nu are timp să aibă loc niciun schimb de căldură cu mediul înconjurător.

Procesul izoterm implică un schimb complet de căldură cu mediul înconjurător, iar procesul izotrop nu implică niciun schimb de căldură. În realitate, toate procesele au loc undeva între aceste extreme: procesul politrop. Relația pentru un astfel de proces este: