תהליכים מחזוריים ומערכות מבודדות

מערכת שאינה מחליפה חום ואינה פועלת בסביבתה נקראת מערכת מבודדת. השינוי באנרגיה הפנימית עבור מערכות כאלה הוא אפס.

במערכות לא מבודדות, האנרגיה הפנימית יכולה להיות קבועה רק אם התהליך הבא הוא מחזורי.

נניח שמערכת תרמודינמית, כמו אוויר בתוך הריאות, בלחץ ונפח התחלתיים, המורחבת למצב סופי חדש, חוזרת למצבה ההתחלתי בתהליך תרמודינמי. תהליך כזה נקרא תהליך מחזורי.

בתהליך זה, האנרגיה הפנימית של הגז נשארת קבועה; לכן, העבודה שנעשתה שווה להעברת החום נטו.

בדיאגרמת pV, תהליך מחזורי כזה מיוצג על ידי נתיב סגור. נניח שהעבודה שנעשית לאורך הנתיב הראשון היא W1, והעבודה שנעשית לאורך הנתיב השני היא W2. העבודה נטו הנעשית בתהליך מחזורי מיוצגת על ידי השטח שבין שני שבילים סגורים אלה.

זה חיובי אם התהליך עוקב אחר מחזור בכיוון השעון והוא שלילי כאשר הוא עוקב אחר מחזור נגד כיוון השעון.