等温过程

等温过程，是在恒定温度下进行的变化——系统从头到尾被保持在同一个稳定的温度。想象一团气体待在汽缸里，而汽缸浸在一大缸搅动均匀的水浴中：随着气体缓缓膨胀，水浴不断把它失去的能量补回来，于是它的温度始终不动。这个词的字面意思就是「相同的温度」。

保持温度固定，通常需要热的不断往来。当一团理想气体等温膨胀时，它向外推、做了功，这本该让它变凉——但热恰好以所需的速率从周围流进来，把温度撑得平平的。对理想气体而言，它的内能只取决于温度，所以让 T 不变就意味着 ΔU = 0，于是第一定律给出一个干净的结果：吸收的热恰好等于所做的功。

等温变化属于缓慢、耐心、近乎可逆的那一类：温和到系统能始终与一个温度库保持同步。它构成了理想化卡诺循环四段中的两段，也支撑着我们关于「一个过程能交出的最大功」的大部分推理。