Всякое изменение состояния рабочего тела (газа) в общем случае характеризуется изменением его основных параметров: r, J, T. Состояние газа изменяется двумя путями: сообщением ему теплоты q или отводом от него теплоты; механическим сжатием или расширением его.
Термодинамические процессы математически выражаются уравнениями, связывающими между собой параметры состояния, (r, J, T) и, следовательно, при их исследовании используется уравнение состояния идеальных газов и математическое выражение первого закона термодинамики. Такие уравнения называются политропными (от греческих слов: «поли» – много, «тропос» – путь). Наибольший практический интерес имеют термодинамические процессы, в которых какой-либо из основных параметров (r, J, T) состояния не изменяется или процесс осуществляется без теплообмена с внешней средой (q = 0).
Таких процессов четыре: изохорный, протекающий при постоянном объеме J; изобарный – при постоянном давлении r; изотермический – при постоянной температуре T; адиабатный – без теплообмена с внешней средой (то есть q = 0). Эти процессы называются основными. Они являются частными случаями политропного процесса.