Η δραστηριότητα σχεδόν κάθε θερμικής μηχανής βασίζεται σε ένα τέτοιο θερμοδυναμικό φαινόμενο όπως η εργασία που εκτελείται από ένα αέριο κατά τη διάρκεια της διαστολής ή της συμπίεσης. Εδώ αξίζει να θυμηθούμε ότι στη φυσική, η εργασία νοείται ως ένα ποσοτικό μέτρο που χαρακτηρίζει τη δράση μιας ορισμένης δύναμης σε ένα σώμα. Σύμφωνα με αυτό, το έργο ενός αερίου, η απαραίτητη προϋπόθεση για το οποίο είναι η μεταβολή του όγκου του, δεν είναι τίποτα άλλο από το γινόμενο της πίεσης και αυτής της μεταβολής του όγκου.
Το έργο ενός αερίου με μεταβολή του όγκου του μπορεί να είναι και ισοβαρικό και ισόθερμο. Επιπλέον, η ίδια η διαδικασία επέκτασης μπορεί επίσης να είναι αυθαίρετη. Το έργο που εκτελείται από ένα αέριο κατά την ισοβαρική διαστολή μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
A=pΔV, στο οποίο p είναι ένα ποσοτικό χαρακτηριστικό της πίεσης αερίου και ΔV είναι η διαφορά μεταξύ του αρχικού και του τελικού όγκου.
Η διαδικασία της αυθαίρετης διαστολής αερίου στη φυσική συνήθως αναπαρίσταται ως μια ακολουθία ξεχωριστών ισοβαρικών και ισοχωρικών διεργασιών. Τα τελευταία χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι το έργο του αερίου, καθώς και οι ποσοτικοί δείκτες του, είναι ίσο με μηδέν, επειδή το έμβολο δεν κινείται στον κύλινδρο. Στουπό τέτοιες συνθήκες, αποδεικνύεται ότι το έργο του αερίου σε μια αυθαίρετη διαδικασία θα αλλάξει σε ευθεία αναλογία με την αύξηση του όγκου του δοχείου στο οποίο κινείται το έμβολο.
Εάν συγκρίνουμε το έργο που εκτελεί ένα αέριο κατά τη διάρκεια της διαστολής και της συμπίεσης, τότε μπορεί να σημειωθεί ότι κατά τη διαστολή, η κατεύθυνση του διανύσματος μετατόπισης του εμβόλου συμπίπτει με το διάνυσμα της δύναμης πίεσης αυτού του ίδιου του αερίου, επομένως, στον βαθμωτό λογισμό, το έργο του αερίου είναι θετικό και οι εξωτερικές δυνάμεις είναι αρνητικές. Όταν το αέριο συμπιέζεται, το διάνυσμα των εξωτερικών δυνάμεων συμπίπτει ήδη με τη γενική κατεύθυνση κίνησης του κυλίνδρου, επομένως το έργο τους είναι θετικό και το έργο του αερίου αρνητικό.
Η θεώρηση της έννοιας της «εργασίας που γίνεται από ένα αέριο» θα είναι ελλιπής εάν δεν αγγίξουμε επίσης τις αδιαβατικές διεργασίες. Στη θερμοδυναμική, ένα τέτοιο φαινόμενο νοείται ως μια διαδικασία όταν δεν υπάρχει ανταλλαγή θερμότητας με κανένα εξωτερικό σώμα.
Αυτό είναι δυνατό, για παράδειγμα, στην περίπτωση που ένα δοχείο με έμβολο εργασίας είναι εφοδιασμένο με καλή θερμομόνωση. Επιπλέον, οι διαδικασίες συμπίεσης ή διαστολής ενός αερίου μπορούν να εξισωθούν με αδιαβατικές εάν ο χρόνος μεταβολής του όγκου του αερίου είναι πολύ μικρότερος από το χρονικό διάστημα κατά το οποίο συμβαίνει θερμική ισορροπία μεταξύ των γύρω σωμάτων και του αερίου.
Η πιο κοινή αδιαβατική διαδικασία στην καθημερινή ζωή μπορεί να θεωρηθεί η εργασία ενός εμβόλου σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Η ουσία αυτής της διαδικασίας είναι η εξής: όπως είναι γνωστό από τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής, η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια του αερίουθα είναι ποσοτικά ίσο με το έργο των δυνάμεων που κατευθύνονται από έξω. Αυτό το έργο είναι θετικό προς την κατεύθυνσή του, και επομένως η εσωτερική ενέργεια του αερίου θα αυξηθεί και η θερμοκρασία του θα αυξηθεί. Υπό τέτοιες αρχικές συνθήκες, είναι σαφές ότι κατά την αδιαβατική διαστολή, το έργο του αερίου θα συμβεί λόγω μείωσης της εσωτερικής του ενέργειας, αντίστοιχα, η θερμοκρασία σε αυτή τη διαδικασία θα μειωθεί.
