等温过程

系统属性注意：共轭变量以斜体显示

材料特性

• 属性数据库

可压缩性 β = − {\displaystyle \beta =-}
热膨胀 α = {\displaystyle \alpha =}

方程式

• 卡诺定理
• 克劳修斯定理
• 基本关系
• 理想气体定律

• 麦克斯韦关系
• Onsager 互惠关系
• 布里奇曼方程
• 热力学方程表

在热力学中，等温过程是一种热力学过程，其中系统的温度 T 保持恒定：ΔT = 0。这通常发生在系统与外部热库接触并且系统缓慢发生变化时 足以让系统通过热交换不断调整到储层的温度（见准平衡）。 相反，绝热过程是指系统不与周围环境交换热量 (Q = 0)。

等温过程可以发生在任何具有某种调节温度手段的系统中，包括高度结构化的机器，甚至是活细胞。 一些热机循环的某些部分是等温进行的（例如，在卡诺循环中）。 在化学反应的热力学分析中，通常先分析等温条件下发生的情况，然后再考虑温度的影响。 相变，如熔化或蒸发，也是等温过程，通常情况下，它们发生在恒定压力下。 等温过程通常用作分析更复杂的非等温过程的起点。

等温过程对理想气体特别有意义。 这是焦耳第二定律的结果，该定律指出固定量的理想气体的内能仅取决于其温度。 因此，在等温过程中，理想气体的内能是恒定的。 这是因为在理想气体中没有分子间作用力。 请注意，这仅适用于理想气体。 对于液体、固体和真实气体，内能取决于压力和温度。

在气体的等温压缩中，系统会做功以减小体积并增加压力。 对气体做功会增加内能，并会增加温度。 为了保持恒温，能量必须以热量的形式离开系统并进入环境。 如果气体是理想的，进入环境的能量等于对气体所做的功，因为内能不会改变。 对于等温膨胀，提供给系统的能量确实对周围环境做功。 在任何一种情况下，借助合适的联动装置，气体体积的变化都可以执行有用的机械功。 有关计算的详细信息，请参阅工作计算。

对于绝热过程，由于容器绝缘良好，因此没有热量流入或流出气体，Q = 0。如果也没有做功，即自由膨胀，则内能没有变化。 对于理想气体，这意味着该过程也是等温的。