Le trasformazioni isoterme sono quelle trasformazione che avvengono mantenendo costante il valore della temperatura del gas: T = costante.
p · V = n · R · T
Dato un certo quantitativo di gas n (numero di moli che non varia durante la trasformazione), il prodotto n R T è costante e quindi l’equazione di stato dei gas si riduce alla:
p · V = k (k costante)
L’ultima equazione scritta, governa le trasformazioni isoterme; in esse la pressione p è inversamente proporzionale al volume V.
Graficamente, nel piano p-V, una trasformazione isoterma è rappresentata da un ramo di iperbole equilatera:
L’equazione p V = k applicata a due stati del gas (stato iniziale 1 e finale 2) in una trasformazione isoterma, si scrive:
p1 · V1 = p2 · V2
Può essere scritta anche nel seguente modo:
p1 : p2 = V2 : V1
In tal modo quando un gas passa da una condizione iniziale 1 ad una condizione finale 2, possiamo determinare una delle quattro quantità incognite, avendo le altre 3 note.