29. Isoterma di un gas e di un vapore. — A temperatura costante il prodotto del volume per la pressione di una determinata quantità di gas è, come sappiamo, costante. Se perciò rappresentiamo con un diagramma le diverse pressioni occorrenti per far acquistare successivamente al gas volumi decrescenti, si otterrà una curva come quella della fig. 28, che chiamasi isoterma del gas.

Supponiamo adesso di andar comprimendo a temperatura costante un vapore non saturo in un cilindro molto lungo munito di stantuffo; e misuriamo i volumi acquistati dal vapore e le corrispondenti pressioni, riportandoli su un nuovo diagramma. In principio il volume sia OA, fig. 29, e la pressione AB; al diminuire del volume, essendo il vapore non saturo, aumenterà la pressione come in un gas; e il tratto BN del diagramma somiglierà a quello della fig. 29.

Ma quando il volume sarà abbastanza ridotto, il vapore diverrà saturo, e da allora in poi, continuando a far diminuire il volume, la pressione resterà costantemente eguale alla pressione massima di saturazione CN. Quindi il diagramma BN si proseguirà con un tratto rettilineo orizzontale NP, durante il quale alla diminuzione di volume corrisponde la condensazione del vapore in liquido, e i due stati, liquido e aeriforme, saranno nettamente separati come nella fig. 26.

Quando il volume sarà divenuto OD e tutto il vapore si sarà trasformato in liquido, lo stantuffo verrà in contatto con questo, e per ottenere ulteriori diminuzioni di volume s’incontrerà l’ostacolo della piccola compressibilità dei liquidi; cosicchè pressioni enormi dovranno essere esercitate per far variare il volume. Si ha allora il tratto PQ del diagramma, quasi parallelo all’asse delle ordinate.

La curva MNPQ dicesi isoterma del vapore: il tratto MN corrisponde al vapore non saturo, il tratto NP al vapore in condensazione, il tratto PQ al vapore già tutto liquido. Simili curve furono studiate sistematicamente da Andrews, con apparecchi adatti, e per diverse temperature.

Naturalmente a ciascuna temperatura corrisponde un diagramma diverso; la fig. 30 riproduce le isoterme dell’anidride carbonica a temperature crescenti; esse mettono bene in chiaro un fenomeno importante scoperto appunto da Andrews. Quando, cioè, la temperatura dell’anidride carbonica oltrepassa 31°, nelle isoterme corrispondenti, situate al di là di CC’, viene a sparire il tratto orizzontale, e le curve si accostano all’andamento della fig. 28, propria dei gas. La mancanza del tratto orizzontale AS, A’B ecc., cui corrisponde la liquefazione progressiva dell’aeriforme, separato nettamente del liquido sottostante, indica che al di sopra di 31° l’anidride carbonica può diminuire di volume aumentando la pressione, ma non si condensa in liquido, restando allo stato di gas compresso.