Умовою здійснення термодинамічною системою елементарної роботи dА є переміщення взаємодіючих із нею зовнішніх тіл. При цьому елементарна робота dА' зовнішніх тіл над системою dА' = - dА.
Роботою розширення газу називається робота, що здійснюється системою проти сил зовнішнього тиску. При цьому елементарна робота дорівнює
dА = PdV і .
Наприклад, при розширенні газу в циліндрі (див. Мал. 12), газ створює тиск Р на поршень площею S і в результаті на нього діє сила F = PS. При переміщенні поршня на dx, газ виконує роботу
,
де dV - приріст об'єму газу.
Робота розширення газу від об'єму V1 до об'єму V2 при ізотермічному процесі () дорівнює A= . З рівняння Клапейрона - Менделєєва маємо
,
Робота розширення газу від V1 до V2 при ізобаричному процесі ()
.
оцес теплопередачі в циклі. На дільниці 1¾1' процес ізотермічний з розширенням від V1 до V1' і за першим началом для ізотермічного процесу . З іншого боку, робота системи на цій дільниці
. (2)
На дільниці 1'¾2 процес адіабатичний з розширенням від до без теплообміну, тобто . Стан 1' та стан 2 мають об'єми та температури, що зв'язані рівнянням адіабати
, (3)
а робота, яку виконує газ при роширенні знайдемо з рівняння A=(U2-U1)
(4)
На дільниці 2 - 2' процес ізотермічний із зменшенням об'єму від V2 до V2’' і за першим началом . Робота системи на цій дільниці
. (5)
На дільниці 2'¾1 процес адіабатичний із зменшенням об'єму від V2' до V1 без теплообміну, тобто . Стан 2' та стан 1 мають об'єми та температури, що зв'язані рівнянням адіабати
(6)
а робота, яку виконує газ у цьому процесі знайдемо з рівняння A=(U1-U2)
. (7)
З рівнянь (3) та (6) одержимо
