Егер газдың температурасы өзгермесе, онда ол оның берілген массасы үшін газ қысымының көлемге көбейтіндісі тұрақты болады. Бұл заңды тәжірибе жүзінде ағылшын ғалымы Р.Бойль(1627-1691), одан біраз кейінірек француз ғалымы Э.Мариотт(1620-1684) ашты. Сондықтан ол Бойль-Мариотт заңы деп аталады.
Бойль-Мариотт заңы кез-келген газ үшін, сондай-ақ олардың қоспасы үшін де, мысалы, ауа үшін де дұрыс. Тек атмосфералық қысымнан бірнеше жүз есе жоғары қысымда ғана бұл заңнан ауытқу елеулі түрде байқалады.
Атмосфералыққа жақын қысымдарда Бойль-Мариотт заңының дұрыстығына алдыңғы параграфта сипатталған қондырғының көмегімен көз жеткізуге болады.
Тұрақты температурада газ қысымының көлемге тәуелділігі график түрінде изотерма деп аталатын қисық сызық арқылы кескінделеді. Газдың изотермасы қысым мен көлемнің арасындағы кері пропорционал тәуелділікті өрнектейді. Қисық сызықтың мұндай түрін математикада гипербола деп атайды.
Әр түрлі тұрақты температураға әр түрлі изотермалар сәйкес келеді. Егер V=const болса, температура жоғарылағанда қысым күй теңдеуіне сәйкес артады. Сондықтан жоғарылау температураға сәйкес изотерма, төменірек температураға сәйкес келетін изотермадан жоғары артады.
Компрессормен ауаны сығу процесін немесе ыдыстағы ауаны сорып шығарғанда пошень астындағы ауаның ұлғаюын – шамамен изотермиялық процесс деп атауға болады.
Изобаралық процесс.Қысым тұрақты болғанда термодинамикалық жүйе күйінің өзгеру процесі изобаралық деп аталады.
(3.4)-теңдеуіне сәйкес, қысымы өзгермесе газдың кез келген күйінде көлемнің температураға қатынасы тұрақты болады:
p = const болғанда , = const (3.7)
Егер газ қысымы өзгермесе, берілген массалы газ үшін көлемнің температураға қатынасы тұрақты болады. Бұл заңды 1802 жылы француз ғалымы Гей-Люссак(1778-1850) тәжірибе жүзінде тағайындалған және сондықтан ол Гей-Люссак заңыдеп аталады.
(3.7)-қатысқа сәйкес тұрақты қысымда газдың көлемі температураға сызықтық тәуелді болады, яғни:
(3.8)
Әр түрлі қысымға әр түрлі изобара сәйкес келеді. Қысым артқан сайын, тұрақты температурада Бойль-Мариотт заңы бойынша газдың көлемі кішірейеді. Сондықтан жоғарырақ қысымға сәйкес келетін изобара сәйкес келетін изобара төменірек қысымға сәйкес келетін изобарадан төменірек жатады.
Төменгі температуралар аймағында идеал газдың барлық изобаралары T=0 нүктесіне түйіседі. Бірақ бұл реал(нақты) газдың көлемі шынында да нөлге айналадыдеуге болмайды. Барлық газдар қатты суынғанда сұйыққа айналады, ал күй теңдеуі (3.4) сұйықтарға қолданылмайды.
Жылжымалы поршеньді цилиндрдегі газды қыздырғанда оның ұлғаюын изобаралық процесс деуге болады. Онда цилиндрдегі қысымның тұрақтылығы поршеньнің үстінгі бетіне атмосфералық ауа қысымының әсері арқылы жүзеге асады.
