Работа газа и изменение его внутренней энергии связаны через первый закон термодинамики — закон сохранения энергии применительно к тепловым явлениям. 3

Согласно этому закону, изменение внутренней энергии тела равно сумме количества теплоты, переданного телу, и работы, совершённой над телом. 3 Математически это можно выразить так: ∆U = Q + A, где ∆U — изменение внутренней энергии, Q — количество теплоты, переданное телу, A — работа, совершённая над телом. 3

Некоторые примеры связи работы газа и изменения его внутренней энергии:

• Изохорный процесс. 15 Объём газа не меняется, работа не совершается. 1 Изменение внутренней энергии равно количеству переданного тепла. 1 Если газ нагревается, его внутренняя энергия увеличивается, при охлаждении — уменьшается. 1
• Изотермический процесс. 1 Внутренняя энергия газа не меняется, всё переданное газу количество теплоты идёт на совершение работы. 1 При получении газом теплоты он совершает положительную работу, если отдаёт тепло окружающей среде — над газом совершается работа внешними силами. 1
• Адиабатный процесс. 15 Внутренняя энергия может меняться только за счёт работы, совершаемой внешними телами над системой, или самой системой. 1 В процессе адиабатного расширения газ совершает положительную работу за счёт убыли внутренней энергии, газ охлаждается. 5 В процессе адиабатного сжатия, наоборот, газ нагревается. 5