التغييرات في حالة الغازات

يمكن تتبع التغييرات في حالة الغاز من نقطة إلى أخرى في مخطط الضغط والحجم (p/V). بالنسبة إلى الحالات الواقعية، يلزم وجود ثلاثة محاور للمتغيرات وهي الضغط (p) والحجم (V) ودرجة الحرارة (T). ومع حدوث تغير في الحالة، فإننا نتحرك بطول منحنى ثلاثي الأبعاد على السطح في المساحة p وV وT. ومع ذلك، بغرض التبسيط، فإننا عادة ما نضع في الحسبان سقوط المنحنى في أحد المستويات الثلاثة. ويكون هذا عادة المستوى p/V. يمكن وضع خمسة تغييرات مختلفة في الحالة في الحسبان:

1. عملية ثابتة الحجم (حجم ثابت)
2. عملية ثابتة الضغط (ضغط ثابت)
3. عملية ثابتة الحرارة (درجة حرارة ثابتة)
4. عملية ثابتة الإنتروبيا (دون تبادل حراري مع العوامل المحيطة)
5. عملية متعددة الانحناء (تبادل حراري كامل مع العوامل المحيطة)

يعد تسخين الغاز في حاوية مغلقة مثالاً على العملية ثابتة الحجم عند حجم ثابت.

يعد تسخين الغاز في أسطوانة ذات حمل ثابت على المكبس مثالاً لعملية ثابتة الضغط عند ضغط ثابت.

إذا تم ضغط غاز في أسطوانة بحرارة ثابتة، فيجب إزالة كمية من الحرارة تساوي الشغل المبذول تدريجيًا. وهذا الأمر غير عملي، حيث إنه لا يمكن حدوث هذه العملية البطيئة.

تحدث العملية ثابتة الإنتروبيا إذا تم ضغط الغاز في أسطوانة معزولة بالكامل دون أي تبادل حراري مع العوامل المحيطة. وقد تحدث أيضًا إذا تم تمديد الغاز عبر فوهة بسرعة كبيرة بحيث لا يوجد وقت لحدوث تبادل حراري مع العوامل المحيطة.

تنطوي العملية ثابتة الحرارة على تبادل حراري كامل مع العوامل المحيطة ولا تنطوي العملية موحدة الخواص على أي تبادل حراري على الإطلاق. في الواقع، تحدث جميع العمليات في مكان ما بين هذه الحدود: العملية متعددة الانحناء.العلاقة الخاصة بهذه العملية هي: