Beveik bet kurio šiluminio variklio veikla pagrįsta tokiu termodinaminiu reiškiniu, kaip dujų atliekamas plėtimosi ar suspaudimo metu. Čia verta prisiminti, kad fizikoje darbas suprantamas kaip kiekybinis matas, apibūdinantis tam tikros jėgos poveikį kūnui. Remiantis tuo, dujų darbas, kurio būtina sąlyga yra jų tūrio pokytis, yra ne kas kita, kaip slėgio ir šio tūrio pokyčio sandauga.
Dujų darbas, pasikeitus jų tūriui, gali būti ir izobarinis, ir izoterminis. Be to, pats išplėtimo procesas taip pat gali būti savavališkas. Darbą, kurį atlieka dujos izobarinio plėtimosi metu, galima rasti naudojant šią formulę:
A=pΔV, kur p yra kiekybinė dujų slėgio charakteristika, o ΔV yra skirtumas tarp pradinio ir galutinio tūrio.
Savavališko dujų plėtimosi procesas fizikoje paprastai vaizduojamas kaip atskirų izobarinių ir izochorinių procesų seka. Pastarieji pasižymi tuo, kad dujų darbas, kaip ir jų kiekybiniai rodikliai, lygūs nuliui, nes stūmoklis cilindre nejuda. Attokiomis sąlygomis paaiškėja, kad dujų darbas savavališkame procese pasikeis tiesiogiai proporcingai indo, kuriame juda stūmoklis, tūrio padidėjimui.
Jei palygintume dujų atliekamą darbą plėtimosi ir suspaudimo metu, tai galima pastebėti, kad plėtimosi metu stūmoklio poslinkio vektoriaus kryptis sutampa su pačių šių dujų slėgio jėgos vektoriumi, todėl skaliariniame skaičiavime dujų darbas yra teigiamas, o išorinės jėgos – neigiamos. Kai dujos suspaudžiamos, išorinių jėgų vektorius jau sutampa su bendrąja baliono judėjimo kryptimi, todėl jų darbas yra teigiamas, o dujų – neigiamas.
Sąvokos „darbas, atliktas dujomis“svarstymas bus neišsamus, jei neliesime ir adiabatinių procesų. Termodinamikoje toks reiškinys suprantamas kaip procesas, kai nevyksta šilumos mainai su jokiais išoriniais kūnais.
Tai įmanoma, pavyzdžiui, kai indas su darbiniu stūmokliu yra gerai izoliuotas. Be to, dujų suspaudimo arba plėtimosi procesai gali būti prilyginami adiabatiniams, jei dujų tūrio kitimo laikas yra daug mažesnis už laiko tarpą, per kurį susidaro šiluminė pusiausvyra tarp aplinkinių kūnų ir dujų.
Dažniausiai kasdieniame gyvenime vykstančiu adiabatiniu procesu galima laikyti stūmoklio darbą vidaus degimo variklyje. Šio proceso esmė tokia: kaip žinoma iš pirmojo termodinamikos dėsnio, dujų vidinės energijos pokytiskiekybiškai bus lygus iš išorės nukreiptų jėgų darbui. Šis darbas yra teigiamas jo kryptimi, todėl padidės dujų vidinė energija, o jų temperatūra pakils. Tokiomis pradinėmis sąlygomis aišku, kad adiabatinio plėtimosi metu dujų darbas vyks dėl sumažėjusios jų vidinės energijos, atitinkamai sumažės temperatūra šiame procese.
