Indichiamo con A, B i due stati iniziale e finale.
Il lavoro in una trasformazione isoterma è
L= n*R*T* ln(VB/VA)
Essendo una compressione, il volume finale risulta minore di quello iniziale ; l'argomento del logaritmo è VB/VA < 1
La funzione logaritmo restituisce quindi un valore negativo. Ciò implica L<0
In una trasformazione isoterma è costante il prodotto tra pressione e volume. Le due grandezze sono inversamente proporzionali.
PV= COSTANTE
Possiamo determinare il rapporto tra il volume finale VB ed iniziale VA
VB= (PA/PB)*VA = (1/3)*VA
Quindi:
L=n*RT*ln(1/3) = - 5,5*10^3 [J]
La variazione di energia interna è nulla in una trasformazione isoterma essendo nulla la variazione di temperatura. Dal primo principio si ricava
Q=L