Aktivnost skoro svakog toplotnog motora zasniva se na takvom termodinamičkom fenomenu kao što je rad koji obavlja gas tokom ekspanzije ili kompresije. Ovdje je vrijedno zapamtiti da se u fizici rad podrazumijeva kao kvantitativna mjera koja karakterizira djelovanje određene sile na tijelo. U skladu s tim, rad gasa, za koji je nužan uslov promjena njegove zapremine, nije ništa drugo do proizvod pritiska i ove promjene zapremine.
Rad gasa sa promjenom njegove zapremine može biti i izobaričan i izotermičan. Osim toga, sam proces proširenja također može biti proizvoljan. Rad koji gas obavlja tokom izobarične ekspanzije može se naći pomoću sljedeće formule:
A=pΔV, u kojem je p kvantitativna karakteristika pritiska gasa, a ΔV je razlika između početne i konačne zapremine.
Proces proizvoljnog širenja gasa u fizici se obično predstavlja kao niz odvojenih izobaričnih i izohoričkih procesa. Potonje karakterizira činjenica da je rad plina, kao i njegovi kvantitativni pokazatelji, jednak nuli, jer se klip ne kreće u cilindru. Atpod takvim uslovima, ispada da će se rad gasa u proizvoljnom procesu promeniti u direktnoj proporciji sa povećanjem zapremine posude u kojoj se klip kreće.
Ako uporedimo rad koji gas obavlja tokom ekspanzije i kompresije, onda se može primetiti da se tokom ekspanzije smer vektora pomaka klipa poklapa sa vektorom sile pritiska samog ovog gasa, dakle, u skalarnom računu, rad plina je pozitivan, a vanjske sile negativne. Kada je plin komprimiran, vektor vanjskih sila se već poklapa sa općim smjerom kretanja cilindra, pa je njihov rad pozitivan, a rad plina negativan.
Razmatranje koncepta "rad koji obavlja gas" biće nepotpuno ako se ne dotaknemo i adijabatskih procesa. U termodinamici se takav fenomen shvata kao proces kada nema razmene toplote sa bilo kojim spoljnim telima.
Ovo je moguće, na primjer, u slučaju kada je posuda s radnim klipom opremljena dobrom toplinskom izolacijom. Osim toga, procesi kompresije ili širenja plina mogu se izjednačiti s adijabatskim ako je vrijeme promjene zapremine plina mnogo manje od vremenskog intervala za koji se javlja toplinska ravnoteža između okolnih tijela i plina.
Najčešći adijabatski proces u svakodnevnom životu može se smatrati radom klipa u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem. Suština ovog procesa je sljedeća: kao što je poznato iz prvog zakona termodinamike, promjena unutrašnje energije plinabiće kvantitativno jednak radu sila usmjerenih izvana. Ovaj rad je pozitivan u svom smjeru i stoga će se unutrašnja energija plina povećati, a temperatura će rasti. Pod takvim početnim uslovima, jasno je da će tokom adijabatskog širenja doći do rada gasa usled smanjenja njegove unutrašnje energije, odnosno da će temperatura u ovom procesu opasti.
