在等压过程中，系统的压力P保持恒定。前缀“ iso”来自希腊语，用于表示某些内容保持不变，而“ baros”（也来自希腊语）表示重量。
等压工艺在密闭容器和开放空间中都是非常典型的，很容易在自然界中找到它们。我们的意思是说，地球表面的物理和化学变化或通向大气的容器中的化学反应是可能的。
图1.等压过程：蓝色水平线是等压线，表示压力恒定。资料来源：维基共享资源。
通过在阳光下加热充满空气的气球，蒸煮，沸腾或冷冻的水，锅炉中产生的蒸汽或升起热气球的过程来获得一些示例。稍后我们将对这些情况进行解释。
公式和方程式
让我们推导出等压过程的方程，假设所研究的系统是理想气体，该模型非常适用于压力低于3个大气压的几乎所有气体。理想的气体粒子随机移动，占据了包含它们的空间的整个体积，而不会相互影响。
如果封闭在装有可移动活塞的气缸中的理想气体允许缓慢膨胀，则可以假定其颗粒始终处于平衡状态。然后，气体在面积A的活塞上施加大小为F的力F：
其中p是气体的压力。该力确实起作用，从而在活塞中产生无穷小的位移dx，由下式给出：
由于乘积Adx是体积微分dV，因此dW = pdV。剩下的工作是将从初始体积V A到最终体积V B的两侧积分，以获得气体完成的总功：
实验
如图2和3所示，通过将气体限制在装有活动活塞的气缸内，对上述情况进行了实验验证。质量M的重量放置在活塞上，其重量指向下方，而气体由于它在活塞上产生的压力P，它施加了向上的力。
图2.实验包括在恒定压力下膨胀密闭气体。资料来源：F. Zapata。
由于活塞能够自由移动，因此气体占据的体积可以毫无问题地变化，但是压力保持恒定。加上也会施加向下力的大气压P atm，我们得到：
因此：P =（Mg / A）+ P atm不变，除非对M进行了修改，从而改变了重量。通过向气缸添加热量，气体将通过增加其体积而膨胀，或者随着热量的排出而收缩。
理想气体中的等压过程
理想的气体状态方程与重要性变量相关：压力P，体积V和温度T：
这里n代表摩尔数，R是理想气体常数（对所有气体均有效），该常数是通过将玻尔兹曼常数乘以Avogadro数而得出的，得出：
R = 8.31 J /摩尔K
当压力恒定时，状态方程可写为：
但是nR / P是常数，因为n，R和P是常数。因此，当系统从状态1转到状态2时，会出现以下比例，也称为查尔斯定律：
图3.动画显示了恒定压力下的气体膨胀。右边的体积与温度的关系图是一条线。资料来源：维基共享资源。美国宇航局格伦研究中心。
代入W =PΔV，就常数和温度变化而言，我们获得了从状态1到状态2所做的功，这些温度和温度变化易于用温度计测量：
这意味着向气体中添加一定量的热量Q会增加内部能量∆U并增加其分子的振动。如前所述，气体通过移动活塞膨胀并起作用。
在单原子理想气体中，内部能量∆U的变化（包括其分子的动能和势能）为：
最后，我们将获得的表达式合并为一个：
或者，可以用质量m，温度差和称为常数的气体比热的新常数来重写Q，缩写为c p ，其单位为J / mol K：
例子
并非所有的等压工艺都在密闭容器中进行。实际上，在大气压力下会发生无数种各种各样的热力学过程，因此等压过程本质上非常频繁。这包括地球表面的物理和化学变化，通向大气的容器中的化学反应等。
对于在封闭系统中发生的等压过程，其边界必须足够灵活，以允许在不改变压力的情况下改变体积。
这是在活塞实验中发生的事情，随着气体的膨胀，活塞很容易移动。通过将气体封装在派对气球或热气球中也是如此。
这里有几个等压过程的例子：
烧开水煮
在敞口容器中用沸水冲茶或调味酱是等压工艺的一个很好的例子，因为它们都是在大气压下进行的。
随着水被加热，温度和体积增加，并且如果继续添加热量，则最终达到沸点，在其中发生水从液体到水蒸气的相变。在这种情况下，温度也保持恒定在100ºC。
冷冻水
另一方面，无论是在冬季的湖中还是在家用冰箱中，冷冻水也是一个等压过程。
在阳光下加热充满空气的气球
等压过程的另一个例子是当气球暴露在阳光下时，气球的体积发生变化，第一件事是在早晨还不太热的时候，气球有一定的体积。
随着时间的流逝和温度的升高，气球也会变热，从而增加其体积，所有这些都在恒定压力下发生。气球的材料是边界的一个很好的例子，该边界足够柔软，以使气球内部的空气在受热时膨胀而不会改变压力。
也可以通过调节装有三分之一水的玻璃瓶嘴中的未充气气球来进行体验，该水在水浴中加热。一旦水被加热，气球立即膨胀，但必须注意不要加热太多，以免爆炸。
空气气球
这是一艘没有推进力的浮船，它利用气流运输人员和物体。气球通常充满热空气，该热空气比周围的空气凉爽，上升并膨胀，导致气球上升。
尽管气流引导着气球，但它具有燃烧器，当您要升高或保持高度时，燃烧器会被激活以加热气体，而在下降或着陆时会被禁用。所有这些都是在大气压下发生的，假定在距表面不远的某个高度处保持恒定。
图4.热气球。资料来源：
锅炉
通过加热水并保持恒定的压力在锅炉中产生蒸汽。然后，这些蒸汽会进行有用的工作，例如在热电厂中发电或运行其他机构（例如机车和水泵）。
解决的练习
练习1
您在27ºC的温度下有40升的气体。等压添加热量直至达到100ºC，发现体积增加。
解
查尔斯定律是用来确定最终体积的，但是要小心：温度必须以开尔文表示，每个温度仅增加273 K：
27ºC= 27 + 273 K = 300 K
100ºC= 100 + 273 K = 373 K
从：
最后，体积增加为V 2 -V 1 = 49.7 L-40 L = 9.7L。
练习2
向理想气体提供5.00 x 10 3 J的能量，以等压工艺在其周围进行2.00 x 10 3 J的功。它要求找到：
a）气体内部能量的变化。
b）体积变化（如果现在内部能量降低4.50 x 10 3 J和7.50 x 10 3 J从系统中排出），考虑到1.01 x 10 5 Pa 的恒定压力。
解决方案
使用∆U = Q-W并替换语句中给出的值：Q = 5.00 x 10 3 J和W = 2.00 x 10 3 J：
该声明指出，内部能量减小，因此：ΔU= - 4.50×10 3 J.它也告诉我们，热的一定量的排出：Q = -7.50×10 3 J.在这两种情况下，该符号负数表示减少和损失，则：
其中P = 1.01 x 10 5 Pa。由于所有单位都在国际体系中，因此我们着手解决体积的变化：
由于音量变化为负，表示音量减小，即系统收缩。
参考文献
- 拜珠的 等压过程。从以下位置恢复：byjus.com。
- Cengel，Y.，2012年。《热力学》。第7版。麦格劳·希尔。
- 处理xyz。了解有关等压工艺的更多信息。从以下位置恢复：10proceso.xyz。
- Serway，R.，Vulle，C.，2011年。《物理学基础》。第9版教育互动学习。
- 维基百科。气体定律。摘自：es.wikipedia.org。