A transformação isovolumétrica, isocórica ou isométrica, é aquela em que o volume do gás permanece constante. Quanto a temperatura e pressão, neste caso, observe a Figura 1 a seguir.
Figura 1: Aumento da pressão e da temperatura em um gás perfeito. O volume permanece constante.
No Estado 1, temos um recipiente de paredes rígidas, com um gás perfeito a uma certa temperatura (termômetro na figura) e dois pesos sobre o pistão. Se uma chama aquece o gás que está no interior do recipiente neste estado, as moléculas se agitam mais devido ao aumento de sua energia cinética. Para manter o volume constante, é necessário aumentar os pesos sobre o pistão, a fim de conter o aumento da pressão sobre ele que as moléculas fazem na maior agitação. Observe que no Estado 2 temos o mesmo recipiente do Estado 1, mas agora com a temperatura maior e dois pesos a mais. O volume permanece o mesmo.
Por este experimento notamos que quando o volume é constante a pressão é proporcional a temperatura, pois a temperatura aumenta seu valor e a pressão também. Este fato pode ser provado matematicamente por meio da equação dos gases perfeitos de Clapeyron, dada a seguir
onde R é a constante universal dos gases perfeitos ou constante de Clapeyron, cujo valor nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) é R = 0,082 atm.L/mol.K.
Se, além do R, o n (número de mols) e o V(volume) são constantes no experimento, obtemos:
comprovando que a pressão é diretamente proporcional à temperatura, com:
Esta é a famosa Lei de Charles, enunciada da seguinte forma:
"Para uma dada massa de gás perfeito, mantida a volume constante, pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta."
No gráfico temperatura x pressão (T x p), notamos este fenômeno pela reta:
No gráfico volume x pressão (V x p), a pressão aumenta, mas o volume permanece constante nos estados 1 e 2, sendo V1 = V2. Nota-se deste fato que o trabalho em uma transformação isocórica é nulo, pois:
