等溫過程

等溫過程，是在恆定溫度下進行的變化——系統從頭到尾被保持在同一個穩定的溫度。想像一團氣體待在汽缸裡，而汽缸浸在一大缸攪動均勻的水浴中：隨著氣體緩緩膨脹，水浴不斷把它失去的能量補回來，於是它的溫度始終不動。這個詞的字面意思就是「相同的溫度」。

保持溫度固定，通常需要熱的不斷往來。當一團理想氣體等溫膨脹時，它向外推、做了功，這本該讓它變涼——但熱恰好以所需的速率從周圍流進來，把溫度撐得平平的。對理想氣體而言，它的內能只取決於溫度，所以讓 T 不變就意味著 ΔU = 0，於是第一定律給出一個乾淨的結果：吸收的熱恰好等於所做的功。

等溫變化屬於緩慢、耐心、近乎可逆的那一類：溫和到系統能始終與一個溫度庫保持同步。它構成了理想化卡諾循環四段中的兩段，也支撐著我們關於「一個過程能交出的最大功」的大部分推理。