Анимация изотермического процесса

Компьютерная модель представляет собой иллюстрацию изотермического процесса.

Газ может участвовать в различных тепловых процессах, при которых могут изменяться все параметры, описывающие его состояние (pV и T). Если процесс протекает достаточно медленно, то в любой момент система близка к своему равновесному состоянию. Такие процессы называются квазистатическими. В привычном для нас масштабе времени эти процессы могут протекать и не очень медленно. Например, разрежения и сжатия газа в звуковой волне, происходящие сотни раз в секунду, можно рассматривать как квазистатический процесс. Квазистатические процессы могут быть изображены на диаграмме состояний (например, в координатах p, V) в виде некоторой траектории, каждая точка которой представляет равновесное состояние. Интерес представляют процессы, в которых один из параметров (pV или T) остается неизменным. Такие процессы называются изопроцессами.

Изотермическим процессом называют квазистатический процесс, протекающий при постоянной температуре T.

Из уравнения состояния идеального газа:
следует, что при постоянной температуре T и неизменном количестве вещества ν в сосуде произведение давления p газа на его объем V должно оставаться постоянным:
pV = const.

На плоскости (pV) изотермические процессы изображаются при различных значениях температуры T семейством гипербол p ~ 1 / V, которые называются изотермами. Так как коэффициент пропорциональности в этом соотношении увеличивается с ростом температуры, изотермы, соответствующие более высоким значениям температуры, располагаются на графике выше изотерм, соответствующих меньшим значениям температуры. Уравнение изотермического процесса было получено из эксперимента английским физиком Р. Бойлем (1662 г.) и независимо французским физиком Э. Мариоттом (1676 г.). Поэтому это уравнение называют законом Бойля–Мариотта.

Модель может быть использована в режиме ручного переключения кадров и в режиме автоматической демонстрации (Фильм). Пользователь может приостановить или возобновить демонстрацию процесса с помощью кнопки Старт/Стоп.