Proses isotermal adalah proses termodinamika di mana suhu sistem tetap konstan. Perpindahan panas ke dalam atau keluar dari sistem biasanya harus terjadi pada kecepatan lambat bahwa kesetimbangan termal dipertahankan.

Secara umum, selama proses isotermal merupakan perubahan dalam energi internal, energi panas, dan bekerja. Energi internal gas ideal, bagaimanapun, tergantung hanya pada suhu, sehingga perubahan energi internal selama proses isotermal untuk gas ideal juga 0.

Dalam diagram, proses isotermal ditunjukkan dengan mengikuti garis vertikal bersama suhu konstan. Oleh karena itu, jika tekanan dan volume dirubah, akan memungkinkan bahan untuk mengubah keadaan materi bahkan ketika suhu tetap konstan.

Isotermal adalah perubahan keadaan gas pada suhu yang tetap. Proses isotermal merupakan proses termodinamika yang prosesnya berjalan dan suhu gasnya tetap. Persamaan umum gasnya adalah P.V= n.R.T.

Proses isotermal adalah proses yang terjadi pada keadaan suhu yang tidak berubah selama berlangsungnya proses tersebut. Untuk menggambarkannya saya ambil contoh proses anda menyetrika pakaian anda. Pasti anda sepakat bila sedang menyeterika pakaian anda, anda harus mempertahankan suhu setrika agar selalu tetap menggunakan pengatur suhu.

Bagaimana kalau anda membiarkan suhu ini terus bertambah tinggi selama proses anda menyetrika…saya kira, anda perlu membeli pakaian baru untuk mengganti pakaian yang anda setrika tersebut.  Inilah penyebab kenapa kita perlu yang namanya proses isotermal.

Apa Usaya yang Dilakukan dalam Proses Isotermal?

Mari kita melihat apa yang usaha lakukan dalam proses isotermal. Untuk proses reversibel, ekspresi untuk usaha yang dilakukan, diberikan oleh persamaan berikut:

W_iso = – nRT ln (V_final / V_initial)

Dalam persamaan ini, W_iso adalah usaha yang dilakukan dalam proses isotermal, V_final adalah volume akhir, dan V_initial adalah volume awal dari sistem, yang mengalami perubahan isotermal. Jika gas akan dikompresi, karena sistem ini mengalami proses isotermal (V_final – V_initial <0), maka menurut persamaan di atas, usaha yang dilakukan akan menjadi positif. Itu berarti usaha yang positif telah dilakukan oleh lingkungan, pada sistem.

Sedangkan, jika gas mengembang karena sistem berjalan melalui proses isotermal (V_final – V_initial> 0), usaha yang dilakukan adalah negatif. Dalam hal ini, usaha dilakukan oleh sistem, untuk ekspansi.

Ini adalah proses termodinamika yang penting untuk dipelajari, yang memiliki aplikasi luas dalam bidang sains dan teknik. Hal ini penting ketika mempelajari siklus Carnot, yang merupakan salah satu proses yang paling penting dalam termodinamika teknik.

Contoh Proses Isotermal dan Kondisi Benda

Proses isotermal banyak dan beragam. Penguapan air ke udara adalah satu, seperti halnya pendidihan air pada titik didih tertentu. Ada juga banyak reaksi kimia yang mempertahankan kesetimbangan termal, dan dalam biologi, interaksi sel dengan sel-sel di sekitarnya (atau materi lainnya) dikatakan sebagai proses isotermal.

Penguapan, peleburan, dan pendidihan, juga merupakan “perubahan fase”. Yaitu, mereka berubah menjadi air (atau cairan atau gas lain) yang terjadi pada suhu dan tekanan konstan.

Memetakan Proses Isotermal

Dalam fisika, memetakan reaksi dan proses tersebut dilakukan dengan menggunakan diagram (grafik). Dalam diagram fase, proses isotermal dipetakan dengan mengikuti garis vertikal (atau bidang, dalam diagram fase 3D) di sepanjang suhu konstan. Tekanan dan volume dapat berubah untuk menjaga suhu sistem.

Ketika mereka berubah, adalah mungkin bagi suatu zat untuk mengubah keadaan materi bahkan ketika suhunya tetap konstan. Dengan demikian, penguapan air saat mendidih berarti bahwa suhu tetap sama dengan sistem mengubah tekanan dan volume. Ini kemudian dipetakan dengan konstanta temperating tetap di sepanjang diagram.