理想气体的真空自由膨胀的过程是一种不可逆的热力学过程，理想气体过程中气体在一个绝热的系统膨胀，外界和系统之间没有功和热的交换。

理想气体向真空膨胀，温度不发生变化，真实气体向真空膨胀，温度一定降低。

1、 理想气体经过恒容无非体积功的过程，有ΔH = nCp,mΔT。(假设Cp,m是常数)

2、 理想气体经过恒容且非体积功为W’'的过程，有dU=nCV,mdT + W’’ (假设CV,m是常数)

自由膨胀，默认是绝热环境。因为如果不绝热，达到平衡时体系和环境温度必然相等，问体系的温度怎么变就没有意义了。当然，如果问题明确说明“绝热向真空膨胀”，表述更加严格。

自由膨胀即反抗真空膨胀，W=0。绝热过程Q=0。所以根据热力学第一定律，气体的ΔU=0。以上结论，不管气体是理想气体还是真实气体，均成立。如果气体为理想气体，热力学能只和温度有关，则气体的温度不变。