Termodinâmica é a área da física que estuda a transformação de energia térmica em energia mecânica ou vice-versa. Um fato importante de falarmos nesse tema, é que está intimamente ligado ao trabalho de uma força, bem como a temperatura, volume e energia interna de um gás perfeito.
No estudo da termodinâmica temos que, para um determinado gás, podemos calcular o trabalho da força exercida por ele. Para isso, vamos imaginar um vaso com um êmbolo móvel na parte superior (uma seringa, por exemplo), de forma que este possa se mover sempre que necessário, conforme a figura a seguir:
Quando aplicamos uma força F sobre o embolo esta pode ser expressa pela equação F = P . A, onde P é a pressão exercida sobre a área de contato (A). Sobre o trabalho de uma força, sabemos que ele é descrito pelo produto entre a força e a variação do espaço promovida pelo mesmo, logo temos que,
Porém temos que
Portanto:
Podemos também, calcular o trabalho através da área do gráfico expresso no plano P x Δv, conforme a figura ao lado.