Konstantā temperatūrā gāzes aizņemtais tilpums ir apgriezti proporcionāls tās spiedienam.

Roberts Boils ir spilgts džentlmeņa zinātnieka piemērs, pagātnes laikmeta dēls, kad zinātne bija ļoti bagāta cilvēku daļa, kas veltīja savu brīvo laiku tās izpētei. Lielākā daļa Boila pētījumu attiecas uz mūsdienu klasifikācijaķīmisko eksperimentu kategorijai, lai gan viņš droši vien uzskatīja sevi dabas filozofs(teorētiskais fiziķis) un dabaszinātnieks(eksperimentālais fiziķis). Acīmredzot viņš sāka interesēties par gāzu uzvedību pēc tam, kad ieraudzīja viena no pasaulē pirmajiem gaisa sūkņiem dizainu. Izprojektējis un uzbūvējis vēl vienu, uzlabotu sava divvirzienu gaisa-vakuuma sūkņa versiju, viņš nolēma izpētīt, kā paaugstināts un pazemināts gāzes spiediens noslēgtā traukā, kuram bija pievienots viņa jaunais aparāts, ietekmē gāzu īpašības. Būdams apdāvināts eksperimentētājs, Boils tajā pašā laikā pieturējās pie ļoti jauniem un šim laikmetam neparastiem uzskatiem, uzskatot, ka zinātnei jānāk no empīriskiem novērojumiem, nevis jābalstās tikai uz spekulatīvām un filozofiskām konstrukcijām.

Boila formulējumā likums burtiski skanēja šādi: “Ietekmē ārējais spēks gāze ir elastīgi saspiesta, un tās neesamības gadījumā tā izplešas, savukārt lineārā saspiešana jeb izplešanās ir proporcionāla gāzes elastības spēkam. Iedomājieties, ka jūs spiežat piepūstu balonu. Tā kā starp gaisa molekulām ir pietiekami daudz brīvas vietas, jūs varat viegli saspiest balonu, pieliekot spēku un veicot kādu darbu, samazinot gāzes daudzumu tajā. Šī ir viena no galvenajām atšķirībām starp gāzi un šķidrumu. Piemēram, šķidra ūdens bumbiņā molekulas ir cieši iepakotas, it kā bumba būtu piepildīta ar mikroskopiskām granulām. Tāpēc ūdens, atšķirībā no gaisa, nepakļaujas elastīgai saspiešanai. (Ja neticat, mēģiniet iespiest cieši pieguļošu korķi ar ūdeni piepildītas pudeles kaklā līdz pat korķim.) Boila likums kopā ar Čārlza likumu veidoja ideālās gāzes stāvokļa vienādojuma pamatu.

J. Trefils to sauc par "Boila likumu", bet mums deva priekšroku krievu tradīcijā pieņemtam likuma nosaukumam. — Piezīme. tulkotājs.

Skatīt arī:

Roberts Boils, 1627-91

Anglo-īru fiziķis un ķīmiķis. Dzimis Lismoras pilī, Īrijā, Korkas grāfa, slavenā karalienes Elizabetes laikmeta piedzīvojumu meklētāja, četrpadsmitais bērns. Pēc priviliģētās Etonas skolas beigšanas, kur bija viens no pirmajiem studentiem starp "jaunajiem kungiem", viņš devās tālā ceļojumā pa kontinentālo Eiropu, kura laikā turpināja izglītību Ženēvas Universitātē. 1648. gadā atgriezies dzimtenē, viņš iekārtoja privātu laboratoriju un uz tās bāzes nodarbojās ar fizikāli ķīmiskiem pētījumiem. 1658. gadā viņš pārcēlās uz Oksfordu, kur Roberts Huks kļuva par viņa studentu un laborantu ( cm. Huka likums), topošais Karaliskās biedrības zinātniskais sekretārs. Starp citu, Boils bija viens no Karaliskās biedrības dibinātājiem un līdzdibinātājiem, kas izauga no jauno Oksfordas zinātnieku loka. Iztērēts visa rinda novatoriskie ķīmiskie eksperimenti, tostarp eksperimenti par skābju un bāzu īpašību detalizētu izpēti. Saskaņā ar dažiem ziņojumiem viņš bija pirmais, kurš izvirzīja hipotēzi par esamību ķīmiskie elementi. Viņš pierādīja, ka gaiss ir nepieciešams degšanai un elpošanai. Papildus studijām zinātnē viņš bija Austrumindijas uzņēmuma līdzdibinātājs un akcionārs, kā arī aktīvi iesaistījās misionāru darbā, cerot pievērst kristietībai Britu impērijas austrumu koloniju iedzīvotājus.

Pamatlikumi ideālās gāzes tiek izmantoti tehniskajā termodinamikā, lai atrisinātu vairākas inženiertehniskas problēmas aviācijas iekārtu, gaisa kuģu dzinēju projektēšanas un tehnoloģiskās dokumentācijas izstrādes procesā; to ražošana un darbība.

Šie likumi sākotnēji tika iegūti eksperimentāli. Pēc tam tie tika iegūti no ķermeņu struktūras molekulāri kinētiskās teorijas.

Boila likums – Mariota nosaka ideālās gāzes tilpuma atkarību no spiediena nemainīgā temperatūrā. Šo atkarību izsecināja angļu ķīmiķis un fiziķis R. Boils 1662. gadā ilgi pirms gāzes kinētiskās teorijas parādīšanās. Neatkarīgi no Boila 1676. gadā to pašu likumu atklāja E. Mariote. Roberta Boila (1627–1691), angļu ķīmiķa un fiziķa, kurš izveidoja šo likumu 1662. gadā, un Edmes Mariotas (1620–1684), franču fiziķa, kurš ieviesa šo likumu 1676. gadā, likums: ideālās gāzes noteiktas masas tilpuma un tās spiediena reizinājums ir nemainīgs nemainīgā temperatūrā vai.

Likumu sauc Boyle-Mariotte, un tas nosaka nemainīgā temperatūrā gāzes spiediens ir apgriezti proporcionāls tās tilpumam.

Noteiktas gāzes masas nemainīgā temperatūrā mums ir:

V 1 - gāzes tilpums pie spiediena R 1 ;

V 2 - gāzes tilpums pie spiediena R 2 .

Tad pēc likuma varam rakstīt

Šajā vienādojumā aizstājot īpatnējā tilpuma vērtību un ņemot šīs gāzes masu T= 1kg, mēs iegūstam

lpp 1 v 1 =lpp 2 v 2 vai pv= konst .(5)

Gāzes blīvums ir tās īpatnējā tilpuma apgrieztais lielums:

tad vienādojums (4) iegūst formu

i., gāzu blīvumi ir tieši proporcionāli to absolūtajam spiedienam. Vienādojumu (5) var uzskatīt par jaunu Boila-Mariota likuma izteiksmi, ko var formulēt šādi: vienas un tās pašas ideālās gāzes noteiktas masas spiediena un īpatnējā tilpuma reizinājums dažādos tās stāvokļos, bet tajā pašā temperatūrā, ir nemainīga vērtība.

Šo likumu var viegli iegūt no gāzu kinētiskās teorijas pamata vienādojuma. Aizvietojot vienādojumā (2) molekulu skaitu tilpuma vienībā ar attiecību N/V (V ir noteiktas gāzes masas tilpums, N ir molekulu skaits tilpumā) iegūstam

Tā kā noteiktai gāzes masai daudzumi N Un β konstanta, tad nemainīgā temperatūrā T=konst patvaļīgam gāzes daudzumam Boila – Mariotes vienādojumam būs šāda forma

pV = konst, (7)

un par 1 kg gāzes

pv = konst.

Grafiski attēlot koordinātu sistēmā R – v izmaiņas gāzes stāvoklī.

Piemēram, noteiktas gāzes masas ar tilpumu 1 m 3 spiediens ir 98 kPa, tad, izmantojot (7) vienādojumu, mēs nosakām spiedienu gāzei ar tilpumu 2 m 3

Turpinot aprēķinus, mēs iegūstam šādus datus: V(m 3) ir vienāds ar 1; 2; 3; 4; 5; 6; attiecīgi R(kPa) ir vienāds ar 98; 49; 32,7; 24,5; 19,6; 16.3. Pamatojoties uz šiem datiem, mēs veidojam grafiku (1. att.).

Rīsi. 1. Ideālas gāzes spiediena atkarība no tilpuma at

nemainīga temperatūra

Iegūtā līkne ir hiperbola, kas iegūta nemainīgā temperatūrā, ko sauc par izotermu, un procesu, kas notiek nemainīgā temperatūrā, sauc par izotermisku. Boila-Mariota likums ir aptuvens un pie ļoti augsta spiediena un zemas temperatūras nav pieņemams siltumtehnikas aprēķiniem.

Geja–L u s s a ka likums nosaka ideālās gāzes tilpuma atkarību no temperatūras nemainīgā spiedienā. (Joseph Louis Gay-Lussac (1778–1850), franču ķīmiķa un fiziķa likums, kurš pirmo reizi ieviesa šo likumu 1802. gadā: ideālās gāzes noteiktas masas tilpums nemainīgā spiedienā lineāri palielinās, pieaugot temperatūrai, tas ir , kur ir konkrētais tilpums; β ir tilpuma izplešanās koeficients, kas vienāds ar 1/273,16 uz 1 o C.) Likumu 1802. gadā eksperimentāli ieviesa franču fiziķis un ķīmiķis Džozefs Luiss Gajs-Lussaks, kura vārds ir nosaukts. Eksperimentāli pētot gāzu termisko izplešanos, Gay-Lussac atklāja, ka pie nemainīga spiediena visu gāzu tilpumi karsējot palielinās gandrīz vienādi, t.i., temperatūrai paaugstinoties par 1 °C, palielinās noteiktas gāzes masas tilpums. par 1/273 no tilpuma, ko šī gāzes masa aizņēma 0°C temperatūrā.

Tilpuma palielināšanās karsēšanas laikā par 1 ° C par tādu pašu vērtību nav nejauša, bet, it kā, ir Boila-Mariota likuma sekas. Pirmkārt, gāze tiek uzkarsēta nemainīgā tilpumā par 1 ° C, tās spiediens palielinās par 1/273 no sākotnējā. Tad gāze izplešas nemainīgā temperatūrā, un tās spiediens samazinās līdz sākotnējam, un tilpums palielinās par tādu pašu koeficientu. Apzīmē noteiktas gāzes masas tilpumu 0°C temperatūrā caur V 0 un temperatūrā t°C cauri V t Likumu rakstīsim šādi:

Gay-Lussac likumu var attēlot arī grafiski.

Rīsi. 2. Ideālas gāzes tilpuma atkarība no temperatūras pie nemainīgas

spiedienu

Izmantojot vienādojumu (8) un pieņemot, ka temperatūra ir 0°C, 273°C, 546°C, mēs attiecīgi aprēķinām gāzes tilpumu, V 0 , 2V 0 , 3V 0 . Atzīmēsim gāzes temperatūras uz abscisu ass kādā nosacītajā mērogā (2. att.), un šīm temperatūrām atbilstošos gāzes tilpumus pa ordinātu asi. Savienojot iegūtos punktus grafikā, iegūstam taisni, kas ir ideālās gāzes tilpuma atkarības grafiks no temperatūras nemainīgā spiedienā. Tādu līniju sauc izobārs, un process notiek pastāvīgā spiedienā - izobarisks.

Vēlreiz pievērsīsimies gāzes tilpuma izmaiņu grafikam no temperatūras. Turpināsim taisni līdz krustojumam ar x asi. Krustošanās punkts atbildīs absolūtai nullei.

Pieņemsim, ka vienādojumā (8) vērtība V t= 0, tad mums ir:

bet kopš V 0 ≠ 0, tātad, no kurienes t= – 273°C. Bet - 273°C=0K, kas bija jāpierāda.

Mēs attēlojam Gay-Lussac vienādojumu šādā formā:

Atceroties, ka 273+ t=T, un 273 K \u003d 0 ° C, mēs iegūstam:

Aizvietojot vienādojumā (9) konkrētā tilpuma vērtību un ņemot T\u003d 1 kg, mēs iegūstam:

Attiecība (10) pauž Geja-Lussaka likumu, ko var formulēt šādi: pastāvīgā spiedienā vienas un tās pašas ideālās gāzes identisku masu specifiskie tilpumi ir tieši proporcionāli tās absolūtajai temperatūrai. Kā redzams no (10) vienādojuma, Gay-Lussac likums to nosaka ka koeficients, kas dala noteiktas gāzes masas īpatnējo tilpumu ar tās absolūto temperatūru, ir nemainīga vērtība noteiktā nemainīgā spiedienā.

Vienādojumam, kas izsaka Gay-Lussac likumu, kopumā ir forma

un to var iegūt no gāzu kinētiskās teorijas pamata vienādojuma. Vienādojumu (6) var attēlot kā

plkst lpp=konst iegūstam vienādojumu (11). Gay-Lussac likums tiek plaši izmantots inženierzinātnēs. Tātad, pamatojoties uz gāzu tilpuma izplešanās likumu, tika izveidots ideāls gāzes termometrs, lai mērītu temperatūru diapazonā no 1 līdz 1400 K.

Kārļa likums nosaka noteiktas gāzes masas spiediena atkarību no temperatūras nemainīgā tilpumā. ideālas gāzes ar nemainīgu masu un tilpumu spiediens karsējot palielinās lineāri, tas ir, kur R o - spiediens plkst t= 0°C.

Čārlzs noteica, ka, sildot konstantā tilpumā, visu gāzu spiediens palielinās gandrīz vienādi, t.i. kad temperatūra paaugstinās par 1 ° C, jebkuras gāzes spiediens palielinās tieši par 1/273 no spiediena, kāds šai gāzes masai bija 0 ° C temperatūrā. Apzīmēsim noteiktas gāzes masas spiedienu traukā 0°C cauri R 0 un temperatūrā t° cauri lpp t . Temperatūrai paaugstinoties par 1°C, spiediens palielinās par, bet temperatūrai paaugstinoties par t°Spiediens palielinās par. spiediens temperatūrā t°C vienāds ar sākotnējo plus spiediena pieaugumu vai

Formula (12) ļauj aprēķināt spiedienu jebkurā temperatūrā, ja ir zināms spiediens 0°C. Inženieraprēķinos bieži tiek izmantots vienādojums (Čārlza likums), ko viegli iegūt no (12) attiecības.

Jo, un 273 + t = T vai 273 K = 0°C = T 0

Pie nemainīga īpatnējā tilpuma ideālās gāzes absolūtais spiediens ir tieši proporcionāls absolūtajai temperatūrai. Apmainot proporcijas vidējos vārdus, mēs iegūstam

(14) vienādojums ir Kārļa likuma izpausme vispārīgā formā. Šo vienādojumu var viegli iegūt no formulas (6)

Plkst V=konst iegūstam Kārļa likuma vispārīgo vienādojumu (14).

Lai izveidotu grafiku noteiktas gāzes masas atkarībai no temperatūras nemainīgā tilpumā, mēs izmantojam vienādojumu (13). Pieņemsim, piemēram, 273 K=0°C temperatūrā noteiktas gāzes masas spiediens ir 98 kPa. Saskaņā ar vienādojumu spiediens attiecīgi 373, 473, 573 ° C temperatūrā būs 137 kPa (1,4 kgf / cm 2), 172 kPa (1,76 kgf / cm 2), 207 kPa (2,12 kgf / cm 2). 2). Pamatojoties uz šiem datiem, mēs veidojam grafiku (3. att.). Iegūto taisni sauc par izohoru, un procesu, kas notiek nemainīgā tilpumā, sauc par izohoru.

Rīsi. 3. Gāzes spiediena atkarība no temperatūras nemainīgā tilpumā

Likums ir formulēts šādi: noteiktas gāzes masas tilpuma un tās spiediena reizinājums nemainīgā temperatūrā ir nemainīga vērtība. Matemātiski šo likumu var uzrakstīt šādi:

P 1 V 1 = P 2 V 2 vai PV = konst(1)

Sekas izriet no Boila-Mariota likuma: gāzes blīvums un koncentrācija nemainīgā temperatūrā ir tieši proporcionāla spiedienam, zem kura gāze atrodas:

(2);
(3) ,

Kur d 1 - blīvums, C 1 - gāzes koncentrācija zem spiediena P 1; d 2 un C 2 ir atbilstošās vērtības zem spiediena P 2 .

1. piemērs Gāzes balonā ar tilpumu 0,02 m 3 ir gāze ar spiedienu 20 atm. Kādu tilpumu gāze aizņems, ja, nemainot temperatūru, tiek atvērts balona vārsts? Galīgais spiediens 1 atm.

2. piemērs Gāzes turētājā (gāzes savākšanas tvertnē) tiek piegādāts saspiests gaiss ar tilpumu 10 m 3 . Cik ilgs laiks būs nepieciešams, lai to sūknētu līdz 15 atm spiedienam, ja kompresors minūtē iesūc 5,5 m 3 atmosfēras gaisa ar spiedienu 1 atm. Tiek pieņemts, ka temperatūra ir nemainīga.

3. piemērs 112 g slāpekļa pie 4 atm spiediena aizņem 20 litrus. Kāds spiediens jāpieliek, lai slāpekļa koncentrāciju sasniegtu līdz 0,5 mol/l, ja temperatūra nemainās?

1.1.2. Gay-Lussac un Charles likumi

Gay-Lussac atklāja, ka pastāvīgā spiedienā, temperatūrai paaugstinoties par 1°C, noteiktās gāzes masas tilpums 0°C temperatūrā palielinās par 1/273 no tās tilpuma.

Matemātiski šis likums ir uzrakstīts:

(4) ,

Kur V- gāzes tilpums temperatūrā t°С, a V 0 – gāzes tilpums pie 0°C.

Čārlzs parādīja, ka noteiktas gāzes masas spiediens, karsējot par 1 ° C nemainīgā tilpumā, palielinās par 1/273 no spiediena, kas gāzei ir 0 ° C temperatūrā. Matemātiski šis likums ir uzrakstīts šādi:

(5) ,

kur P 0 un P ir gāzes spiediens attiecīgi 0С un tС temperatūrā.

Aizstājot Celsija skalu ar Kelvina skalu, kuras attiecības nosaka ar sakarību T = 273 + t, Gay-Lussac un Charles likumu formulas ir ievērojami vienkāršotas.

Geja-Lusaka likums: Pastāvīgā spiedienā noteiktas gāzes masas tilpums ir tieši proporcionāls tās absolūtajai temperatūrai:

(6) .

Kārļa likums: nemainīgā tilpumā noteiktas gāzes masas spiediens ir tieši proporcionāls tās absolūtajai temperatūrai:

(7) .

No Gay-Lussac un Charles likumiem izriet, ka pie nemainīga spiediena gāzes blīvums un koncentrācija ir apgriezti proporcionāla tās absolūtajai temperatūrai:

(8) ,
(9) .

Kur d 1 un C 1 - gāzes blīvums un koncentrācija absolūtā temperatūrā T 1, d 2 un C 2 atbilstošās vērtības pie absolūtās temperatūras T 2 .

4. piemērs Pie 20ºC gāzes tilpums ir 20,4 ml. Kādu tilpumu gāze uzņems, kad tā tiek atdzesēta līdz 0°C, ja spiediens paliek nemainīgs?

Piezīmeep 5. 9 ° C temperatūrā spiediens skābekļa balonā bija 94 atm. Aprēķiniet, cik spiediens balonā palielinājās, ja temperatūra paaugstinājās līdz 27ºС?

6. piemērs Gāzveida hlora blīvums plkst 0ºС un spiediens 760 mm Hg. Art. vienāds ar 3,220 g/l. Atrodiet hlora blīvumu, ņemot to par ideālu gāzi 27°C temperatūrā pie tāda paša spiediena.

7. piemērs Normālos apstākļos oglekļa monoksīda koncentrācija ir 0,03 kmol/m 3. Aprēķiniet, kādā temperatūrā 10 m 3 oglekļa monoksīda masa būs vienāda ar 7 kg?

Kombinētais Boila-Mariotes-Čārlza-Geja-Lusaka likums.

Šī likuma formulējums ir šāds: noteiktai gāzes masai spiediena un tilpuma reizinājums dalīts ar absolūtā temperatūra, ir nemainīgs ar visām izmaiņām, kas notiek ar gāzi. Matemātikas apzīmējums:

(10)

kur V 1 ir tilpums un P 1 ir noteiktas gāzes masas spiediens absolūtā temperatūrā T 1 , V 2 - vienas un tās pašas masas gāzes tilpums un P 2 - spiediens absolūtā temperatūrā T 2 .

Viens no svarīgākajiem gāzveida stāvokļa vienotā likuma pielietojumiem ir "gāzes tilpuma samazināšana līdz normāliem apstākļiem".

8. piemērs Gāze 15°C temperatūrā un 760 mm Hg spiediena. Art. aizņem 2 litru tilpumu. Noregulējiet gāzes tilpumu normālos apstākļos.

Lai atvieglotu šādus aprēķinus, varat izmantot tabulās norādītos pārrēķina koeficientus.

9. piemērs Gazometrā virs ūdens ir 7,4 litri skābekļa 23 ° C temperatūrā un 781 mm Hg spiedienā. Art. Ūdens tvaika spiediens šajā temperatūrā ir 21 mm Hg. Art. Kāds ir skābekļa tilpums gazometrā normālos apstākļos?

Kvantitatīvās attiecības starp gāzes tilpumu un spiedienu pirmo reizi noteica Roberts Boils 1662. gadā. * Boila-Mariotas likums nosaka, ka nemainīgā temperatūrā gāzes tilpums ir apgriezti proporcionāls tās spiedienam. Šis likums attiecas uz jebkuru fiksētu gāzes daudzumu. Kā redzams no att. 3.2, tā grafiskais attēlojums var būt atšķirīgs. Grafikā pa kreisi redzams, ka zemā spiedienā fiksēta daudzuma gāzes tilpums ir liels. Gāzes tilpums samazinās, palielinoties tās spiedienam. Matemātiski tas ir rakstīts šādi:

Tomēr Boila-Mariotas likums parasti tiek rakstīts formā

Šāds ieraksts ļauj, piemēram, zinot sākotnējo gāzes tilpumu V1 un tās spiedienu p, lai aprēķinātu spiedienu p2 jaunajā tilpumā V2.

Geja-Losaka likums (Čārlza likums)

1787. gadā Čārlzs parādīja, ka pie nemainīga spiediena gāzes tilpums mainās (proporcionāli tās temperatūrai. Šī atkarība grafiskā veidā attēlota 3.3. att., no kura var redzēt, ka gāzes tilpums ir lineāri saistīts līdz tās temperatūrai. Matemātiskā formā šī atkarība tiek izteikta šādi:

Kārļa likums bieži tiek rakstīts citā formā:

V1IT1 = V2T1 (2)

Čārlza likumu pilnveidoja Dž.Gejs-Lusaks, kurš 1802. gadā atklāja, ka gāzes tilpums, mainoties tās temperatūrai par 1°C, mainās par 1/273 no tilpuma, ko tā aizņem 0°C temperatūrā. No tā izriet, ka, ja mēs ņemam patvaļīgu jebkuras gāzes tilpumu 0 ° C temperatūrā un nemainīgā spiedienā samazinām tās temperatūru par 273 ° C, tad gala tilpums būs vienāds ar nulli. Tas atbilst temperatūrai -273°C jeb 0 K. Šo temperatūru sauc par absolūto nulli. Patiesībā to nevar sasniegt. Uz att. 3.3. attēlā parādīts, kā, ekstrapolējot gāzes tilpuma un temperatūras diagrammas, 0 K temperatūrā tiek iegūts nulles tilpums.

Absolūtā nulle, stingri ņemot, ir nesasniedzama. Taču laboratorijas apstākļos ir iespējams sasniegt temperatūru, kas no absolūtās nulles atšķiras tikai par 0,001 K. Šādās temperatūrās molekulu nejaušās kustības praktiski apstājas. Tā rezultātā tiek iegūtas pārsteidzošas īpašības. Piemēram, metāli, kas atdzesēti līdz absolūtai nullei tuvu temperatūrai, gandrīz pilnībā zaudē savu elektriskā pretestība un kļūt par supravadītāju*. Vielu piemērs ar citām neparastām zemas temperatūras īpašībām ir hēlijs. Temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei, hēlijs zaudē savu viskozitāti un kļūst superšķidrs.

* 1987. gadā tika atklātas vielas (no lantanīda elementu oksīdiem, bārija un vara saķepināta keramika), kas salīdzinoši augstā temperatūrā, aptuveni 100 K (-173 °C) temperatūrā, kļūst par supravadītāju. Šie "augstas temperatūras" supravadītāji paver lielas perspektīvas tehnoloģijā.- Apm. tulk.

Atkarības izpēti starp parametriem, kas raksturo noteiktas gāzes masas stāvokli, mēs sākam ar gāzes procesu izpēti, kas notiek ar viena parametra nemainīgumu. Angļu zinātnieks Boils(1669. gadā) un franču zinātnieks marriott(1676. gadā) atklāja likumu, kas izsaka spiediena izmaiņu atkarību no gāzes tilpuma izmaiņām nemainīgā temperatūrā. Veiksim šādu eksperimentu.

Pagriežot rokturi, mainīsim gāzes (gaisa) tilpumu balonā A (11. att., a). Saskaņā ar manometru mēs atzīmējam, ka mainās arī gāzes spiediens. Mainīsim gāzes tilpumu traukā (tilpumu nosaka skalā B) un, pamanot spiedienu, pierakstīsim tabulā. 1. No tā var redzēt, ka gāzes tilpuma un tās spiediena reizinājums bija gandrīz nemainīgs: cik reizes "gāzes tilpums samazinājās, tās spiediens palielinājās par tādu pašu daudzumu.

Līdzīgu, precīzāku eksperimentu rezultātā tika atklāts: noteiktai gāzes masai nemainīgā temperatūrā gāzes spiediens mainās apgriezti proporcionāli gāzes tilpuma izmaiņām. Tas ir Boila-Mariotas likuma formulējums. Matemātiski diviem stāvokļiem tas tiks rakstīts šādi:

Gāzes stāvokļa maiņas procesu nemainīgā temperatūrā sauc izotermisks. Boila-Mariota likuma formula ir gāzes izotermiskā stāvokļa vienādojums. Pastāvīgā temperatūrā Vidējais ātrums molekulārā kustība nemainās. Gāzes tilpuma izmaiņas izraisa izmaiņas molekulu sitienu skaitā pret trauka sienām. Tas ir iemesls gāzes spiediena izmaiņām.

Ļaujiet mums grafiski attēlot šo procesu, piemēram, gadījumam V = 12 l, p = 1 at.. Gāzes tilpumu attēlosim uz abscisu ass, bet spiedienu uz ordinātu ass (11. att., b). Atradīsim punktus, kas atbilst katram vērtību pārim V un p, un, savienojot tos kopā, iegūstam izotermiskā procesa grafiku. Līniju, kas attēlo attiecības starp gāzes tilpumu un spiedienu nemainīgā temperatūrā, sauc par izotermu. Izotermiski procesi tīrā veidā nenotiek. Bet nereti ir gadījumi, kad gāzes temperatūra mainās maz, piemēram, kad gaiss tiek iesūknēts cilindros ar kompresoru, kad iekšdedzes dzinēja cilindrā tiek ievadīts degmaisījums. Šādos gadījumos gāzes tilpuma un spiediena aprēķinus veic saskaņā ar Boila-Mariota likumu * .