Ha egy gáznak nem két állapotát hasonlítjuk össze, hanem azt is megvizsgáljuk, milyen folyamattal jutott el a gáz a kezdeti állapotból a végső állapotba, akkor a folyamat leírására nagyon hasznos az úgynevezett állapotsíkok használata. Az állapotsík olyan Descartes-féle koordináta-rendszer, melynek tengelyeit egy-egy állapotjelző alkotja. Az állapotjelzők közötti függvénykapcsolatot az állapotsíkon szemléletes módon lehet grafikusan ábrázolni.
Az állapotsíkok közül leggyakrabban a nyomás-térfogat állapotsíkot ( p−V diagram) használjuk, ahol megállapodás alapján a függőleges tengelyen a nyomást, míg a vízszintes tengelyen a térfogatot ábrázoljuk. A p−V diagramon bármilyen folytonos vonal a gáz állapotváltozási folyamatát jellemezheti, miközben általában egyszerre változik a nyomás, a térfogat és a hőmérséklet is.
Megj.: Adott gázmennyiséget leíró három állapotjelzőt egyszerre a háromdimenziós állapottérben ábrázolhatunk, ahol egy állapotnak egy pont, egy folyamatnak pedig egy térgörbe felel meg. A háromdimenziós ábrázolás azonban meglehetősen nehézkes, ezért csak ritkán használják.
Térfogat-hőmérséklet diagram
A nyomás-térfogat állapotsíkhoz hasonlóan időnként használjuk a térfogat-hőmérséklet (és a nyomás-hőmérséklet) állapotsíkokat is. A gázok hőtágulását például célszerű a térfogat-hőmérséklet diagramon (V−T diagram) ábrázolni, különösen akkor, ha a gáz nyomása a folyamat közben állandó, amint ezt néhány állandónak tartott nyomásérték mellett az ábrán bemutatjuk.
Vegyük észre, hogy a térfogatváltozást jellemző egyenesek szaggatottan meghosszabbítva az origón mennek át Gay-Lussac első törvényének megfelelően [@hierarchy='flowHierarchy']/node()[0]/node()[@hierarchy='textStructure']/node()[3]/node()[2]/node()[0]]/b/normal_png/formula_.png)
. A szaggatott vonal most is arra utal, hogy a valódi gázok nagyon alacsony hőmérsékleteken mind cseppfolyósodnak.
Könnyű belátni (állandó gázmennyiség esetén), hogy kiválasztva egy hőmérsékletet a nagyobb térfogathoz kisebb nyomás tartozik, tehát az egyenesekhez tartozó nyomásértékek között a következő reláció teljesül: p1 < p2 < p3.
Nyomás-hőmérséklet diagram
A térfogat-hőmérséklet diagramhoz hasonlóan mutathatjuk be a nyomás-hőmérséklet állapotsíkot (p − T diagram),
ahol állandó térfogathoz tartozó nyomásváltozásokat láthatunk. Az egyenesek (szaggatottan meghosszabbítva) ekkor is az origón mennek át Gay-Lussac második törvényének megfelelően ( p ~T). Meggondolhatjuk (azonos gázmennyiség esetén), hogy adott hőmérsékleten nagyobb nyomáshoz kisebb térfogat tartozik, tehát az egyeneseket jellemző térfogatok között a következő reláció teljesül:
V1 < V2 < V3.
21. századi közoktatás - fejlesztés, koordináció (TÁMOP-3.1.1-08/1-2008-0002)
