Для расчёта изменения внутренней энергии газа при передаче тепла и совершении работы используется первый закон термодинамики. 14

Согласно ему, изменение внутренней энергии (ΔU) равно разности сообщённого газу количества теплоты (Q) и произведённой над ним механической работы (A): 4 ΔU = Q - A. 4

Некоторые особенности расчёта для разных изопроцессов:

• Изотермический процесс (T = const). 1 Если температура газа не меняется, то не меняется и его внутренняя энергия: ΔU = 0. 1 Тогда формула даёт: Q = A, всё подведённое к газу тепло идёт на совершение газом работы. 1
• Изохорный процесс (V = const). 14 Если объём газа остаётся постоянным, то поршень не перемещается, и потому работа газа равна нулю: A = 0. 1 Тогда первый закон термодинамики даёт: Q = ΔU, всё тепло, переданное газу, идёт на изменение его внутренней энергии. 1
• Изобарный процесс (p = const). 1 Подведённое к газу тепло идёт как на изменение внутренней энергии, так и на совершение работы: Q = ΔU + p ΔV. 1