Часть работы, затраченной на сжатие воздуха, увеличивает кинетическую энергию (внутреннюю энергию) молекул, и температура повышается. Это свойство используется в дизельном двигателе. Когда смесь пара дизельного топлива и воздуха быстро сжимается, ее температура поднимается выше температуры воспламенения и смесь взрывается. В бензиновом же двигателе смесь в цилиндре должна быть воспламенена свечой зажигания.

Когда газу позволяют быстро расширяться, то кинетическая энергия (внутренняя энергия) уменьшается и газ охлаждается. Охлаждающий эффект в результате расширения газов используется для их сжижения. До открытия этого эффекта считалось, что водород и гелий не могут быть сжижены.

Водяной пар 

Количество водяного пара в атмосфере играет важную роль в повседневной жизни, поскольку это является ключевым фактором в предсказании погоды. Когда какая-то часть воздуха соответственно охлаждается, то содержащийся в нем водяной пар насыщается и конденсируется в водяные капли. Температура, ниже которой должен быть охлажден воздух для конденсации, известна как точка росы, она зависит от количества водяного пара в воздухе. Относительная влажность — это отношение количества водяного пара в воздухе к тому его количеству, которое требуется для насыщения воздуха. Когда воздух сух, то низки и точка росы, и относительная влажность.

Если вы носите очки, то вы почувствуете присутствие водяного пара в воздухе. Когда вы входите в теплую комнату с улицы в морозный вечер, то ваши очки «запотевают», потому что температура стекла ниже точки росы воздуха в комнате, и поэтому на нем конденсируется водяной пар. Если вытащить из холодильника бутылку вина, то водяной пар сконденсируется на ней, если только воздух в комнате не очень сух.

Земля излучает тепловую энергию. Облачной ночью значительная часть этой энергии отражается облаками, но ясной ночью энергия уходит и температура земли быстро падает. Холодная земля охлаждает соприкасающийся с ней воздух ниже точки росы, и образуются изморозь или туман, когда водяной нар в воздухе конденсируется. Туман образуется также и тогда, когда теплый влажный воздух струится над землей или водой, которая значительно холоднее его. Из-за этого возникает и морской туман.

Ясным днем могут быть видны белые (конденсационные) «хвосты» за высоко летящими самолетами. Водяной пар из двигателей конденсируется и создает облачную струю. Если окружающий воздух влажен (высокая относительная влажность), то эти «хвосты» долгое время не рассеиваются. Если же относительная влажность низка, то «хвосты» коротки или не появляются совсем.

По-другому обстоит дело в камере Вильсона (см. рис). Здесь пар (любой) перенасыщается. Любое нарушение равновесия приводит к конденсации. Равновесие нарушает движущаяся через камеру частица. Внимательный наблюдатель может иногда видеть подобный эффект, когда самолет ныряет под облако при очень высокой влажности. На концах крыльев появляются короткие «хвосты».