Тепловое движение молекул газа приводит к столкновениям молекул со стенками цилиндра и подвижным поршнем, вследствие чего газ в цилиндре объемом V толкает поршень площадью S с силой F (рис.1).
dV
F
dl
Рисунок 1-Работа газа при изменении объёма.
При этом совершается работа
, (6)
где dl - перемещение поршня;
P - давление газа;
dV - изменение объема газа.
С учетом (6) первое начало термодинамики можно записать в виде:
dQ = dU + PdV, (7)
dU = dQ - PdV. (8)