При адиабатическом расширении газ теряет температуру, потому что совершает работу за счёт внутренней энергии. 4

Это следует из первого закона термодинамики: в адиабатическом процессе газ не успевает обменяться энергией с окружающей средой, поэтому изменение количества теплоты (ΔQ) равно нулю. 5 Тогда внутренняя энергия газа (ΔU) уменьшается, а так как температура пропорциональна внутренней энергии, то и она снижается. 35

На микроскопическом уровне падение температуры объясняется тем, что молекулы газа ударяются о стенки контейнера и передают ему часть своего импульса. 1 В результате кинетическая энергия молекул (то есть температура) уменьшается. 1

Также при адиабатном расширении увеличивается объём, и хотя в нём остаётся то же число молекул, места становится больше, поэтому столкновения будут реже, а температура — ниже. 2