Равновесным называется такой процесс расширения газовой смеси, при котором энергия колебательного движения частиц в каждом сечении сопла соответствует температуре (энергетическое равновесие), а состав ПС успевает отслеживать изменение определяющих параметров – температуры и давления (химическое равновесие). Обычно термодинамические расчеты двигателей выполняются в предположении полностью равновесного расширения. Такие процессы являются термодинамически обратимыми и идут при постоянной энтропии: . Изоэнтропные процессы, по сравнению с адиабатными, являются более идеализированными. При их протекании не должно быть трения и теплообмена газа со стенкой, а также должно выдерживаться энергетическое и химическое равновесие. Для изоэнтропных процессов средний показатель процесса расширения называют показателем изоэнтропы.