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Isothermen (aus griechisch ισος - "gleich" und θερμη - "Wärme") sind Linien gleicher Temperatur. Sie gehören zu den Isolinien und werden in zahlreichen Diagrammen aus allen Bereichen der Natur- und Ingenieurswissenschaften verwendet.
In der Thermodynamik werden Isothermen zum Beispiel im p-V-Diagramm eingezeichnet, um das Verhältnis von Druck p und Volumen V bei konstanter Temperatur abzubilden. Wenn sich Druck und Volumen ändern und dabei die Temperatur gleich bleibt, handelt es sich um eine isotherme Zustandsänderung. Im p-V-Diagramm entspricht die verrichtete Arbeit eines Kreisprozesses der Fläche, die die Prozesskurven des Kreisprozesses umschließen. Ein Beispiel eines Kreisprozesses stellen zwei Isothermen und zwei Isochoren dar.
Die Isotherme eines idealen Gases im p-V-Diagramm ist, ableitbar aus der thermischen Zustandsgleichung, durch eine Hyperbel beschreibbar.
Ein weiteres Beispiel für Isothermen in der Thermodynamik sind Sorptionsisothermen.
In der Meteorologie werden Isotherme verwendet, um auf den meteorologischen Wetterkarten die Gebiete zu kennzeichnen, in denen die gleiche Temperatur herrscht. Der Abstand der Isothermen gibt einen Hinweis auf den Umfang des Temperaturgefälles in einem Gebiet. Dieser aus der Anordnung benachbarter Isothermen ableitbare Temperaturgradient ist ein wichtiges Element bei der Wettervorhersage.
Üblich sind Jahresisotherme, die auf Basis der Jahresdurchschnittstemperaturen erstellt werden, sowie Januar- und Juliisotherme.
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