As variáveis de estado de um gás são a pressão P, o volume Ve a temperatura T. Um gás é considerado perfeito se suas variáveis de estado seguem a equação PV=nRT, sendo n seu número de moles e R, a constante universal dos gases perfeitos. Em um processo termodinâmico no qual o gás troca calor Q e/ou trabalho r com o ambiente externo, ocorre variação AU de sua energia interna. Aplicando o Princípio de Conservação da Energía, conclui-se que essas grandezas se relacionam pela equação AU = Q - r (Primeira Lei da Termodinâmica). O calor segue a equação Q = n. C. [Ty - Ti] e o trabalho é calculado pela equação + = S PdV. O calor especifico do processo termodinâmico é indicado por C. Um exemplo de aplicação da Primeira Lei da Termodinâmica está representado acima, no diagrama P versus V, em que ocorre uma transição de um gás perfeito, desde um estado inicial A até um estado final B, por meio de três diferentes processos.