Ne risulta una conseguenza notevole riguardo al lavoro che un gas può eseguire nell’espandersi, e al lavoro necessario per comprimerlo. Si immagini un gas rinchiuso in un cilindro e limitato da uno stantuffo perfettamente mobile (fig. 17). La tendenza espansiva dell’aeriforme è compensata dalla pressione esterna, che ci converrà rappresentare con dei pesi disposti sopra lo stantuffo. Diminuendo alquanto i pesi medesimi, il gas si espanderà spingendo lo stantuffo, e solleverà i pesi rimanenti; eseguirà cioè un lavoro esterno. Se il gas fosse assimilabile a una molla compressa, il lavoro ottenuto sarebbe tutto diminuzione dell’energia potenziale elastica posseduta dalla molla. Ma poichè il gas non possiede energia potenziale interna, donde proviene il lavoro esterno ottenuto? per il principio della conservazione dell’energia esso non può derivare che da una diminuzione dell’energia cinetica interna, cioè della forza viva molecolare, e perciò il gas si dovrà raffreddare durante l’espansione e il conseguente sollevamento dei pesi. L’esperienza conferma questa previsione, e difatti i gas compressi nell’espandersi, con produzione di lavoro esterno, si raffreddano, come si è potuto accertare con mezzi opportuni.
      Se, inversamente, aumentiamo i pesi gravanti sullo stantuffo, questo discenderà fino a che, per il diminuito volume, la pressione aumentata del gas faccia equilibrio alla nuova pressione esterna. Ma in questo processo i pesi tutti discendono, cioè la gravità compie un lavoro contro il gas, come farebbe contro una molla: e poichè il gas non possiede e non acquista energia potenziale interna, se ne dovrà aumentare la forza viva molecolare, cioè la temperatura.