Aktiviteten til nesten enhver varmemotor er basert på et slikt termodynamisk fenomen som arbeidet som utføres av en gass under ekspansjon eller kompresjon. Her er det verdt å huske at i fysikk forstås arbeid som et kvantitativt mål som karakteriserer virkningen av en viss kraft på en kropp. I samsvar med dette er arbeidet til en gass, den nødvendige betingelse for hvilken er en endring i dens volum, ikke annet enn produktet av trykk og denne volumendringen.
Arbeidet til en gass med en endring i volumet kan være både isobarisk og isotermisk. I tillegg kan selve utvidelsesprosessen også være vilkårlig. Arbeidet utført av en gass under isobarisk ekspansjon kan bli funnet ved å bruke følgende formel:
A=pΔV, hvor p er en kvantitativ karakteristikk av gasstrykk, og ΔV er forskjellen mellom start- og sluttvolumet.
Prosessen med vilkårlig gassekspansjon i fysikk er vanligvis representert som en sekvens av separate isobariske og isokoriske prosesser. Sistnevnte er preget av det faktum at gassens arbeid, så vel som dens kvantitative indikatorer, er lik null, fordi stempelet ikke beveger seg i sylinderen. Påunder slike forhold viser det seg at arbeidet til gassen i en vilkårlig prosess vil endre seg i direkte proporsjon med økningen i volumet til fartøyet som stempelet beveger seg i.
Hvis vi sammenligner arbeidet utført av en gass under ekspansjon og kompresjon, så kan det bemerkes at under ekspansjon faller retningen til stempelforskyvningsvektoren sammen med vektoren til trykkkraften til denne gassen selv, derfor, i skalarregning er gassens arbeid positivt, og ytre krefter er negative. Når gass komprimeres, faller vektoren av ytre krefter allerede sammen med den generelle bevegelsesretningen til sylinderen, så arbeidet deres er positivt, og gassens arbeid er negativt.
Betraktningen av konseptet "arbeid utført av en gass" vil være ufullstendig hvis vi ikke også berører adiabatiske prosesser. I termodynamikk forstås et slikt fenomen som en prosess når det ikke er varmeveksling med noen ytre legemer.
Dette er for eksempel mulig når et fartøy med arbeidsstempel er forsynt med god varmeisolasjon. I tillegg kan prosessene med kompresjon eller ekspansjon av en gass sidestilles med adiabatisk dersom endringstiden i gassens volum er mye mindre enn tidsintervallet som termisk likevekt oppstår mellom de omkringliggende legemer og gassen.
Den vanligste adiabatiske prosessen i hverdagen kan betraktes som arbeidet til et stempel i en forbrenningsmotor. Essensen av denne prosessen er som følger: som kjent fra termodynamikkens første lov, endringen i gassens indre energivil være kvantitativt lik arbeidet med krefter rettet utenfra. Dette arbeidet er positivt i sin retning, og derfor vil den indre energien til gassen øke, og temperaturen vil stige. Under slike begynnelsesforhold er det klart at under adiabatisk ekspansjon vil gassens arbeid oppstå på grunn av henholdsvis en reduksjon i dens indre energi, temperaturen i denne prosessen vil synke.
