Un'isoterma è una linea che rappresenta graficamente la relazione tra la temperatura e una proprietà specifica di una sostanza al variare della pressione, a condizioni di equilibrio termodinamico.
Le isoterme sono utilizzate per descrivere il comportamento di un gas ideale o di una sostanza che si comporta in modo simile a un gas ideale, come ad esempio il vapore acqueo.
Nel caso di un gas ideale, le isoterme seguono la legge dei gas ideali, che afferma che il prodotto della pressione per il volume di una massa costante di gas è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta. Questa relazione può essere rappresentata dall'equazione di stato dei gas ideali: PV = nRT, dove P è la pressione, V è il volume, n è la quantità di sostanza in moli, R è la costante dei gas ideali e T è la temperatura in kelvin.
Le isoterme di un gas ideale sono curve iperboliche, in quanto seguono una relazione inversamente proporzionale tra pressione e volume. Al diminuire della temperatura, le isoterme si avvicinano all'asse delle ordinate, indicando una diminuzione del volume a parità di pressione.
Nel caso del vapore acqueo, le isoterme mostrano il comportamento di condensazione o evaporazione dell'acqua al variare della pressione a una data temperatura. La curva di saturazione dell'acqua, che mostra la coesistenza tra fase liquida e fase di vapore, è un esempio di isoterma.
Le isoterme sono molto utili in diverse applicazioni, come l'analisi dei cicli termodinamici, come nel caso dei motori a combustione interna, e nello studio delle transizioni di fase, come l'evaporazione o la condensazione.
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