Najstarším tepelným motorom schopným konať prácu je parný stroj. Bol príčinou významných hospodárskych a spoločenských zmien. Úsilie o zvýšenie účinnosti parného stroja a neskôr aj ďalších tepelných motorov viedlo k štúdiu dejov, pri ktorých plyn alebo para konajú prácu. Z týchto dejov má pre technickú a vedeckú prax veľký význam kruhový (cyklický)dej.
Plyn uzavretý v nádobe s pohyblivým piestom pôsobí na piest tlakovou silou F a pri zväčšovaní objemu koná prácu.
Predpokladajme najskôr, že plyn koná prácu, pričom jeho tlak p je stály; prebieha teda izobarický dej. Tlaková sila s veľkosťou F = p.S pôsobiaca na piest s obsahom S je v tomto prípade stála. Pri posunutí piesta o dĺžku s vykoná prácu W`= F s = p.S.s alebo W`= p.V , kde V je zmena objemu plynu. Práca vykonaná plynom pri izobarickom deji sa rovná súčtu tlaku plynu a prírastku jeho objemu.
Prácu plynu možno znázorniť v p,V diagrame, ktorý vyjadruje tlak plynu ako funkciu jeho objemu.
Zo vzťahu W` = p. V a z obrázka vyplýva, že práca konaná pri izobarickom deji, pri ktorom plyn prejde zo stavu A do stavu B, je znázornená obsahom obdĺžnika, ktorý leží v p,V diagrame pod izobarou AB. Preto sa tejto diagram volá pracovný diagram.
V predchádzajúcom prípade sme predpokladali, že plyn koná prácu pri stálom tlaku. Keď je tlak plynu premenný, nie je tlaková sila pôsobiaca na piest stála. Predpokladajme však, že objem plynu sa postupne zväčšuje zo začiatočného objemu V1, o také malé prírastky objemu V, že tlak plynu p1,p2,p3...pn, pri každej z týchto zmien možno považovať za stály. Keďže dej, pri ktorom sa zväčší objem plynu o veľmi malý prírastok objemu V, možno považovať zo izobarický, je práca vykonaná pri každom z týchto elementárnych dejov určená vzťahom W`= pi V. Celková práca W` vykonaná plynom pri zväčšení objemu zo začiatočnej hodnoty V1 na konečnú hodnotu objemu V2 sa potom rovná súčtu W`= p1V + p2V +...+ pa V
Prácu pri premennom tlaku možno tiež znázorniť v p,V diagrame. Práca vykonaná pri zväčšení jeho objemu je znázornená obsahom plochy, ktorá leží pod príslušným úsekom krivky p = f(V).
Práca, ktorú môže vykonať plyn uzavretý vo valci s pohyblivým piestom pri zväčšovaní objemu, má ohraničenú veľkosť, lebo objem plynu sa nemôže ustavične zväčšovať.