В термодинамике, в отличие от механики, рассматривается не движение тела как целого, а лишь относительное изменение частей термодинамической системы, в результате которого ме­няется ее объем.

Работа в термодинамике равна изменению внутренней энергии тела.

Вычислим работу, совершаемую газом при его действии на поршень с силой , равной по величине и противоположной по направлению силе , действующей на газ со стороны поршня: (согласно третьему закону Ньютона), F' = pS, где p — давление газа, a S — пло­щадь поверхности поршня.

 

 

Если перемещение поршня Δh в результате расширения мало, то давление газа можно считать постоянным и работа газа равна:

 

.

 

Если газ расширяется, он совершает положительную работу, так как пе­ремещение поршня совпадает по направлению с силой . Если газ сжи­мается, то работа газа отрицательна, поскольку перемещение поршня про­тивоположно силе . В формуле появится знак «минус»: ΔV < 0, поскольку Δh < 0.

 

.

 

Работа внешних сил A, наоборот, положи­тельна при сжатии газа и отрицательна при расширении:

 

 

Совершая над газом положительную работу, внешние тела передают ему часть своей энергии. При расширении газа внешние тела отбирают у газа часть его энергии — работа внешних сил отрицательна. На графике зависимости давления от объема p(V) работа определяется как площадь, ограни­ченная кривой p(V), осью V и отрезками ab и cd, равными давлениям p2 в начальном (V2) и р2 в конечном (V2) состояниях, как для изобарного, так и для изотермического процессов: