การเปลี่ยนแปลงสถานะสําหรับก๊าซ

การเปลี่ยนแปลงสถานะของก๊าซสามารถติดตามจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในแผนผัง p/V สําหรับกรณีในชีวิตจริง จําเป็นต้องใช้แกนสามแกนสําหรับตัวแปร p, V และ T เมื่อสถานะเปลี่ยนแปลง เราจะเคลื่อนไปตามเส้นโค้ง 3 มิติบนพื้นผิวในพื้นที่ p, V และ T อย่างไรก็ตาม เพื่อลดความซับซ้อน เรามักจะพิจารณาการฉายของเส้นโค้งในหนึ่งในสามระนาบ โดยปกติแล้ว นี่คือระนาบ p/V สามารถพิจารณาการเปลี่ยนแปลงสถานะที่แตกต่างกันได้ห้าแบบ:

1. กระบวนการไอโซคอริก (ปริมาตรคงที่)
2. กระบวนการไอโซบาร์ (แรงดันคงที่)
3. กระบวนการแบบไอโซเทอร์มัล (อุณหภูมิคงที่)
4. กระบวนการไอโซนโทรปิก (ไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อม)
5. กระบวนการโพลิทรอปิก (การแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อมอย่างสมบูรณ์)

การให้ความร้อนก๊าซในภาชนะที่ปิดสนิทเป็นตัวอย่างของกระบวนการไอโซคอริกที่ปริมาตรคงที่

การให้ความร้อนก๊าซในกระบอกสูบที่มีโหลดคงที่บนลูกสูบเป็นตัวอย่างของกระบวนการไอโซบาร์ที่แรงดันคงที่

หากก๊าซในถังถูกบีบอัดแบบไอโซเทอร์มัล ปริมาณความร้อนที่เท่ากับงานที่ใช้จะต้องค่อยๆ ถูกนําออกไป ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทําได้ เนื่องจากกระบวนการช้าดังกล่าวไม่สามารถเกิดขึ้นได้

กระบวนการไอโซนโทรปิกเกิดขึ้นเมื่อก๊าซถูกอัดในถังที่หุ้มฉนวนอย่างสมบูรณ์โดยไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนใดๆ กับสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นได้หากก๊าซขยายตัวผ่านหัวฉีดอย่างรวดเร็วจนไม่มีเวลาในการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพแวดล้อม

กระบวนการแบบไอโซเทอร์มัลเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างเต็มที่กับสภาพแวดล้อม และกระบวนการแบบไอโซทรอปิกเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนความร้อนใดๆ ในความเป็นจริง กระบวนการทั้งหมดจะเกิดขึ้นที่ใดก็ตามที่อยู่ระหว่างขั้นสุดท้ายเหล่านี้ นั่นคือ กระบวนการโพลิทรอปิก ความสัมพันธ์สําหรับกระบวนการดังกล่าวคือ: