กิจกรรมของเครื่องยนต์ความร้อนเกือบทุกชนิดมีพื้นฐานมาจากปรากฏการณ์ทางอุณหพลศาสตร์ เช่น งานที่ทำโดยแก๊สระหว่างการขยายตัวหรือการบีบอัด นี่เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำว่าในทางฟิสิกส์ งานถูกเข้าใจว่าเป็นการวัดเชิงปริมาณที่กำหนดลักษณะการกระทำของแรงบางอย่างบนร่างกาย ตามนี้ การทำงานของแก๊ส ซึ่งเป็นสภาวะที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงปริมาตร ไม่มีอะไรมากไปกว่าผลคูณของแรงดันและการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร
การทำงานของแก๊สที่ปริมาตรเปลี่ยนแปลงอาจเป็นได้ทั้งไอโซบาริกและไอโซเทอร์มอล นอกจากนี้ กระบวนการขยายเองก็สามารถทำได้โดยพลการ งานที่ทำโดยแก๊สระหว่างการขยายตัวของไอโซบาริกสามารถพบได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:
A=pΔV, ซึ่ง p เป็นคุณลักษณะเชิงปริมาณของแรงดันแก๊ส และ ΔV คือความแตกต่างระหว่างปริมาตรเริ่มต้นและปริมาตรสุดท้าย
กระบวนการขยายก๊าซตามอำเภอใจในฟิสิกส์มักจะแสดงเป็นลำดับของกระบวนการไอโซบาริกและไอโซโคริกที่แยกจากกัน หลังมีลักษณะโดยข้อเท็จจริงที่ว่าการทำงานของแก๊สตลอดจนตัวบ่งชี้เชิงปริมาณมีค่าเท่ากับศูนย์เนื่องจากลูกสูบไม่เคลื่อนที่ในกระบอกสูบ ที่ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว ปรากฎว่าการทำงานของก๊าซในกระบวนการตามอำเภอใจจะเปลี่ยนแปลงในสัดส่วนโดยตรงกับการเพิ่มปริมาตรของถังที่ลูกสูบเคลื่อนที่
หากเราเปรียบเทียบงานที่ทำโดยแก๊สระหว่างการขยายตัวและการบีบอัด สังเกตได้ว่าในระหว่างการขยาย ทิศทางของเวกเตอร์การกระจัดลูกสูบจะตรงกับเวกเตอร์ของแรงดันของแก๊สนี้เอง ดังนั้น ในแคลคูลัสสเกลาร์ การทำงานของแก๊สเป็นบวก และแรงภายนอกเป็นลบ เมื่อก๊าซถูกบีบอัด เวกเตอร์ของแรงภายนอกจะสอดคล้องกับทิศทางการเคลื่อนที่ทั่วไปของกระบอกสูบอยู่แล้ว ดังนั้นงานของพวกมันจึงเป็นบวก และการทำงานของก๊าซจะเป็นลบ
การพิจารณาแนวคิดของ "งานที่ทำโดยใช้ก๊าซ" จะไม่สมบูรณ์หากเราไม่แตะต้องกระบวนการอะเดียแบติกด้วย ในอุณหพลศาสตร์ ปรากฏการณ์ดังกล่าวเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นกระบวนการเมื่อไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับวัตถุภายนอก
สิ่งนี้เป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่ภาชนะที่มีลูกสูบทำงานมีฉนวนกันความร้อนที่ดี นอกจากนี้ กระบวนการอัดหรือขยายตัวของแก๊สสามารถนำมาเทียบเป็นอะเดียแบติกได้ หากเวลาที่มีการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรของก๊าซนั้นน้อยกว่าช่วงเวลาที่สมดุลทางความร้อนเกิดขึ้นระหว่างวัตถุโดยรอบกับก๊าซ
กระบวนการอะเดียแบติกที่พบบ่อยที่สุดในชีวิตประจำวันถือเป็นการทำงานของลูกสูบในเครื่องยนต์สันดาปภายใน สาระสำคัญของกระบวนการนี้มีดังนี้ ดังที่ทราบจากกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในของก๊าซจะมีปริมาณเท่ากับงานของกองกำลังที่สั่งการจากภายนอก งานนี้เป็นไปในทางบวก ดังนั้นพลังงานภายในของก๊าซจะเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้น ภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นดังกล่าว เป็นที่ชัดเจนว่าในระหว่างการขยายตัวแบบอะเดียแบติก การทำงานของก๊าซจะเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานภายในลดลงตามลำดับ อุณหภูมิในกระบวนการนี้จะลดลง
