As variáveis de estado de um gás são a pressão P , o volume V , e a temperatura T . Um gás é considerado perfeito quando suas variáveis de estado seguem a equação P.V = n.R.T , sendo n seu numero de moles e R é a constante universal dos gases perfeitos. Em um processo termodinâmico, em que o gás troca calor Q e/ou trabalho W com o ambiente externo, ocorre uma variação de sua energia interna ΔU. Aplicando o princípio de conservação da energia, conclui-se que essas grandezas se relacionam pela equação ΔU = Q - W (Primeira Lei da Termodinâmica). O calor é determinado pela equação: Q = n.C*(T_final - T_inicial), e o trabalho é calculado utilizando a equação: W = ∫(P.dV). O calor especifico do processo termodinâmico é C. Como exemplo de aplicação da primeira lei da termodinâmica está representado-abaxo um diagrama P versus V, em que ocorre uma transição de um gás perfeito, desde um estado inicial i até um estado final f, através de três diferentes processos.
Dado: C_V = 3/2 R
