したがって、「等温」という名前の意味はギリシャ語に由来しており、 isoは「等しい」を意味し、サーモは「熱」、つまり「等しい熱」または「等しい、一定の温度」を意味します。
圧力に応じて体積がどのように変化するかを確認するには、穴が閉じられ、プランジャーが押されている注射器を想像してください。シリンジのプランジャーにかかる外部圧力が大きくなるほど、シリンジ内の空気の体積が小さくなることがわかります。
体積と圧力、および固定質量の気体の温度との関係は、英国の物理学者で博物学者のロバート ボイル (1627-1691) によって初めて研究されました。ボイルはよく制御された等温実験を実施し、体積が一定の質量であることを証明しました。圧力に反比例します。
14 年後、フランスの物理学者エドメ マリオット (1620-1684) が同じ実験を実施し、ボイルのことを正直に偲んでフランスで発表しました。したがって、ボイル・マリオットの法則と呼ばれる、ガスの等温変化に関する次の法則が作成されました。
これは、たとえば、体積を半分に減らすと、以下に示すように、気体分子によって加えられる圧力が 2 倍になることを意味します。
数学的には次のようになります。
k は比例定数です。つまり、2 つの量が同じ割合で変化するときはいつでも、それらの間の乗算により定数が得られます。したがって、システムの圧力を変更し、その結果として体積を変更しても問題はありません。 2 つの積は常に同じになります。
したがって、次のように書くことができます。
圧力に対する体積のこれらの変化をグラフにすると、常に双曲線(この場合は等温線と呼びます) と呼ばれる曲線が得られることがわかります。温度が異なると等温線も異なります。
