等温过程查看源代码讨论查看历史
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等温过程（isothermal process）是热力学过程的一种，其中系统的温度不变：ΔT = 0。一个系统与外界的热源（热浴）接触，而过程进行得足够缓慢，使得系统不断通过热交换把温度调整为与热源的温度相同，则这个过程就是等温过程。还有另一种情况，如果系统与外界没有热交换（Q = 0），则称为绝热过程。
考虑一个理想气体[1] ，温度只与内能有关，是分子的平均动能的函数。如果内能不变，温度也不变。设物质的量（n）为常数。
- \Delta U = n R \Delta T = 0 \,
根据理想气体状态方程，这意味着：
- \Delta (P V) = 0 \,
所以
- P_i V_i = P V = P_f V_f \,
其中 P_i 和 V_i 是初状态的压强和体积， P_f 和 V_f 是末状态的压强和体积，变量P和V分别表示等温过程中任何状态的压强和体积。
在P-V，等温线是双曲线，渐近线为V轴和P轴。这与以下的方程相对应：
- P = {n R T \over V} \,
根据热力学第一定律，理想气体的等温线也由以下的条件决定：
- Q = W \,
其中W是系统所做的功。这意味着，在等温过程中，所有系统从外界所接受的热量，完全转变为系统对外界所做的功。也就是说，所有进入系统的能量都回到外面了；因此系统的内能和温度不变。
把过程分割为许多微观过程，则在其中一个微观过程中，系统所做的功dW为：
- dW=Fdx=PSdx=PdV
所以，从A到B系统所做的总功，就是这个方程的积分：
- W_{A\to B}=\int_{V_A}^{V_B}dW=\int_{V_A}^{V_B}PdV
根据理想气体状态方程，
- W_{A\to B}=\int_{V_A}^{V_B}PdV=\int_{V_A}^{V_B}\frac{nRT}{V}dV=nRT\ln{\frac{V_B}{V_A}}
所以，在等温过程中，有以下的方程：
- W_{A\to B}=Q=nRT\ln{\frac{V_B}{V_A}}