Suljetun kaasusysteemin tilanyhtälö
Edellä esitellyt isoterminen, isobaarinen ja isokoorinen prosessi voidaan yhdistää yleiseksi kaasujen tilaa kuvaavaksi malliksi. Yleisessä mallissa kaikki kolme tilaa kuvaavaa suuretta (paine, tilavuus ja lämpötila) muuttuvat. Alkutilassa tilanmuuttujien arvoja merkitään tunnuksilla [[$p_1$]], [[$V_1$]] ja [[$T_1$]]. Kaasu käy läpi mielivaltaisen prosessin ja saavuttaa lopputilan, jossa tilanmuuttujien arvot ovat [[$p_2$]], [[$V_2$]] ja [[$T_2$]].
Animaatio on muokattu lähteestä The Concord Consortium (http://concord.org).
Kaasujen tilanyhtälöt käsittelevät ainoastaan kaasun alku- ja lopputilannetta. Niiden välinen prosessi voi olla millainen tahansa. Jaetaan mielivaltainen tilanmuutos isotermiseen ja isobaariseen prosessiin. Tarkastellaan ensin isotermistä prosessia, jonka jälkeen kaasu on tilavuudessa [[$V$]] ja loppupaineessaan. Tämän jälkeen tapahtuu isobaarinen prosessi (eli paine ei enää muutu) ja kaasu on saavuttanut lopputilansa.
Animaatio on muokattu lähteestä The Concord Consortium (http://concord.org).
Isotermisessä prosessissa paine ja tilavuus ovat kääntäen verrannolliset:
[[$ \quad p_1V_1=p_2V $]]
Ratkaistaan välitilan tilavuudelle [[$V$]] lauseke:
[[$ \quad V=\dfrac{V_2T_1}{T_2} $]].
Isobaarisessa prosessissa tilavuus ja lämpötila ovat suoraan verrannolliset:
[[$ \quad \dfrac{V}{T_1}=\dfrac{V_2}{T_2} $]]
Sijoitetaan välitilan tilavuuden lauseke yllä olevaan yhtälöön:
[[$ \quad \begin{align*}p_1V_1&=p_2V &&||V=\dfrac{V_2T_1}{T_2} \\ \, \\ p_1V_1&=p_2\dfrac{V_2T_1}{T_2} &&||:T_1 \\ \, \\ \dfrac{p_1V_1}{T_1}&=\dfrac{p_2V_2}{T_2} && \\ \end{align*}$]]
Sievennetty yhtälö ilmaisee paineen, tilavuuden ja lämpötilan välisen riippuvuuden mielivaltaisessa tilanmuutoksessa.
Suljetun ideaalikaasusysteemin tilanyhtälö
Suljetussa systeemissä kaasun paineella [[$(p)$]], tilavuudella [[$(V)$]] ja lämpötilalla [[$(T)$]] on voimassa seuraava riippuvuus:
[[$ \dfrac{pV}{T}=\text{vakio} $]],
kun lämpötila on yksikössä kelvin.