Kelviny, jinak vyjde nesmysl

Ve všech plynových zákonech vystupuje absolutní teplota. Dosadit stupně Celsia je nejčastější chyba kapitoly a je zákeřná v tom, že výsledek vyjde, jen je několikanásobně mimo.

Ohřátí z 20 na 80 °C vypadá jako čtyřnásobek. V kelvinech je to ale z 293 na 353, tedy nárůst o pouhých 20 procent, a přesně o tolik vzroste tlak.

Tři děje, jeden zákon

izotermický   T = konst.    p₁·V₁ = p₂·V₂
izochorický   V = konst.    p₁/T₁ = p₂/T₂
izobarický    p = konst.    V₁/T₁ = V₂/T₂
spojený                     p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂

Spojený plynový zákon je ten obecný; ostatní tři jsou jen jeho zvláštní případy. Když se jedna veličina nemění, vypadne z rovnice a zbyde příslušný děj.

Izotermický děj potřebuje čas

Boyleův zákon platí za stálé teploty, ale rychlé stlačení plyn zahřeje. Izotermický děj proto v praxi vyžaduje pomalé stlačování, při kterém stačí teplo odejít do okolí.

Opak, tedy stlačení tak rychlé, že teplo odejít nestihne, je adiabatický děj. Na něm funguje vznětový motor: nafta se vznítí od tepla, které vznikne samotným stlačením vzduchu.

Proč teplý vzduch stoupá

Hustota plynu plyne přímo ze stavové rovnice: 

ρ = p · M / (R · T)

Teplota je ve jmenovateli, takže teplejší plyn má při stejném tlaku menší hustotu. Proto teplý vzduch stoupá, proto létají horkovzdušné balony a proto se u stropu drží teplo.

Práce plynu

Při stálém tlaku je práce plynu prostě W = p · ΔV. Kladná znamená, že plyn expanduje a koná práci na okolí, třeba posouvá píst; záporná, že je stlačován.

Šikovnost jednotek: kilopascal krát litr je rovnou joule, takže se nic nepřevádí. Vzorec ale platí jen pro stálý tlak; jinak se práce počítá jako plocha pod křivkou v p-V diagramu.

Souvisí s dalšími výpočty

Stavová rovnice s látkovým množstvím, tedy ta s molární hmotností, je v sadě chemické výpočty spolu s molárním objemem. Ohřev a změny skupenství jsou v sadě teplo a teplota.