הפעילות של כמעט כל מנוע חום מבוססת על תופעה תרמודינמית כמו העבודה שעשה גז בזמן התפשטות או דחיסה. כאן כדאי לזכור שבפיזיקה, העבודה מובנת כמדד כמותי המאפיין את פעולתו של כוח מסוים על גוף. בהתאם לכך, עבודתו של גז, שהתנאי ההכרחי לו הוא שינוי בנפחו, אינה אלא תוצר של לחץ ושינוי זה בנפח.
העבודה של גז עם שינוי בנפח שלו יכולה להיות איזוברית וגם איזוטרמית. בנוסף, תהליך ההרחבה עצמו יכול להיות גם שרירותי. ניתן למצוא את העבודה שעשה גז במהלך התפשטות איזוברית באמצעות הנוסחה הבאה:
A=pΔV, שבו p הוא מאפיין כמותי של לחץ הגז, ו-ΔV הוא ההפרש בין הנפח ההתחלתי והסופי.
תהליך של התפשטות גז שרירותית בפיזיקה מיוצג בדרך כלל כרצף של תהליכים איזובריים ואיזוחוריים נפרדים. האחרונים מאופיינים בעובדה שעבודת הגז, כמו גם האינדיקטורים הכמותיים שלו, שווה לאפס, מכיוון שהבוכנה אינה זזה בצילינדר. בְּבתנאים כאלה, מסתבר שעבודת הגז בתהליך שרירותי תשתנה ביחס ישר לגידול בנפח הכלי בו נעה הבוכנה.
אם נשווה את העבודה שעשה גז במהלך התפשטות ודחיסה, אז ניתן לציין שבמהלך ההתפשטות, כיוון וקטור תזוזה הבוכנה עולה בקנה אחד עם הווקטור של כוח הלחץ של גז זה עצמו, לכן, בחשבון סקלרי, עבודת הגז חיובית, והכוחות החיצוניים שליליים. כאשר גז נדחס, הווקטור של הכוחות החיצוניים כבר עולה בקנה אחד עם כיוון התנועה הכללי של הגליל, ולכן העבודה שלהם חיובית, ועבודת הגז שלילית.
ההתחשבות במושג "עבודה שנעשתה על ידי גז" לא תהיה שלמה אם לא ניגע גם בתהליכים אדיאבטיים. בתרמודינמיקה, תופעה כזו מובנת כתהליך שבו אין חילופי חום עם גופים חיצוניים כלשהם.
זה אפשרי, למשל, במקרה שבו כלי עם בוכנה עובדת מסופק עם בידוד תרמי טוב. בנוסף, ניתן להשוות את תהליכי הדחיסה או ההתפשטות של גז לאדיאבטי אם זמן השינוי בנפח הגז קטן בהרבה מרווח הזמן שעבורו מתרחש שיווי משקל תרמי בין הגופים הסובבים לבין הגז.
התהליך האדיאבטי הנפוץ ביותר בחיי היומיום יכול להיחשב כעבודה של בוכנה במנוע בעירה פנימית. המהות של תהליך זה היא כדלקמן: כידוע מהחוק הראשון של התרמודינמיקה, השינוי באנרגיה הפנימית של הגזיהיה שווה מבחינה כמותית לעבודת הכוחות המופנים מבחוץ. עבודה זו חיובית לכיוונה, ולכן האנרגיה הפנימית של הגז תגדל, והטמפרטורה שלו תעלה. בתנאים ראשוניים כאלה ברור שבמהלך התפשטות אדיאבטית תתרחש עבודת הגז עקב ירידה באנרגיה הפנימית שלו, בהתאמה, הטמפרטורה בתהליך זה תרד.
