绝热过程与等温过程有何不同？
绝热过程 (Adiabatic Process) 与等温过程 (Isothermal Process) 是热力学在讨论热变化时，常见的能量变化过程。要了解绝热过程与等温过程有何不同及两者差异，可以先从了解卡诺热循环热机下手。本文分成以下几部分，为您提供一些参考资料：
什么是卡诺循环热机 (Carnot Heat Engine)？
什么是卡诺循环热机 (Carnot Heat Engine)？
“卡诺热机”是用来描述一个热力系统吸热放热过程的虚拟模型。热力系统从一高温发热装置吸热，然后放热给一个散热装置，期间历经四个过程：
- 等温膨胀 (Isothermal Expansion)
- 绝热膨胀 (Adiabatic Expansion)
- 等温压缩 (Isothermal Compression)
- 绝热压缩 (Adiabatic Compression)
下图便是典型的卡诺热循环机的模型。中间黄色的机构是热力系统，里面装有参与运作的流体物质 (液体、气体、蒸气)。热力系统从左侧的红色发热装置吸热，并放热给右侧蓝色的吸热装置，我们假设发热系统与吸热系统都有无限的容量，可无限大供给热能与吸收热能。
（注：关于热能可逆性的论述，为避免本文内容过于复杂，不在本文中讨论。请参考其他专业论文）
- TH：发热装置(高温)的温度
- TC：散热装置(低温)的温度
- QH：等温膨胀过程中，热力系统从高温发热装置吸收的热量
- QC：等温压缩过程中，热力系统释放给低温散热装置的热量
- W：绝热膨胀过程中，热力系统以机械能对外部作功，或是绝热压缩过程中，外部以机械能对热力系统作功
- U：热力系统内能 (Internal Energy)
什么是绝热过程 (Adiabatic Process)？
在一热力系统的运作过程中，没有任何能量以热的形式，从外部进出这个系统，只有系统内部能量（温度）变化，并转为机械能，可以是膨胀（系统对外部以压力作功）或收缩（外部对系统以压力作功），膨胀与压缩造成的内能变化，以及对外界作用的功，可用 ΔU = Ｗ 表示。虽然绝热过程，阻隔了系统与外部的热量传递，但系统内的能量温度不是恒定的。
什么是等温过程 (Isothermal Process)？
在一热力系统的运作过程中，系统内部温度维持恒定，ΔU = ΔT = 0。
但与外部有热量的传递，吸收或放出的热量，直接转为机械能，如膨胀（系统对外部以压力作功）或压缩（外部对系统以压力作功），Q = W。
卡诺循环 (Carnot Cycle)
综合以上的概念，重新把卡诺循环热机的四个步骤结合起来，以压力体积图来表示，更容易理解卡诺热机的四个循环步骤：
T1, T2两条曲线，代表在恒温状况下，热力系统中的流体物质，其压力与体积的相对变化（压力增大，体积缩小）。图中 T1 的 P-V 曲线所代表的温度，高于 T2 的温度。
从卡诺循环的压力-体积图可以了解，在等温膨胀与等温压缩的过程中，由外部提供热能QH，或吸收热能QC。因此，即使压力变化，系统可保持恒温 (沿着已知的恒温 P-V 曲线移动)。物质体积膨胀变大，压力变小；物质体积压缩变小，压力变大。
而绝热压缩与绝热膨胀的过程中，没有外部热能 Q 进出热力系统，压力体积的相对变化一样，但膨胀的过程，造成内能下降、温度降低。压缩的过程，则是让内部温度上升。
热分析仪与量热仪
在现实的世界中，这样的理想的曲线，并不存在。因此要了解物质在等温或在绝热过程中的压力、体积、温度的实际相对关系，需要一部理想的热分析仪来进行量测，并替您制造出绝热或等温条件。
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