Внутренняя энергия и термодинамическая работа

Когда газ расширяется, он совершает работу против силы внешнего давления; она называется термодинамической работой. Для поршня площадью S и перемещения Δh A = F·Δh = pS·Δh = pΔV, то есть при изобарном расширении работа равна произведению давления на изменение объёма. Из уравнения состояния pΔV = νRΔT, поэтому A = νRΔT; для 1 моля A = RΔT. Таким образом, R численно равна работе, совершаемой при нагревании 1 моля газа на 1 K при постоянном давлении. Когда газ расширяется, A > 0; когда внешние силы сжимают его, работа газа A < 0. На графике p–V работа при изобарном процессе равна площади прямоугольника; при изотермическом процессе она равна площади под изотермой. В изохорном процессе ΔV = 0, поэтому работа равна нулю.