等温过程

✍ dations ◷ 2025-06-28 10:57:09 #热力学过程

等温过程（英语：isothermal process）是热力学过程的一种，其中系统的温度不变：Δ = 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（ = 0），则称为绝热过程。

考虑一个理想气体，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（）为常数。

根据理想气体状态方程，这意味着：

所以

其中 $P_{i}$ 和分别表示等温过程中任何状态的压强和体积。

在-图中，等温线是双曲线，渐近线为轴和轴。这与以下的方程相对应：

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：

其中是系统所做的功。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，系统所做的功为：

所以，从A到B系统所做的总功，就是这个方程的积分：

根据理想气体状态方程，

所以，在等温过程中，有以下的方程：

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