Der bekannteste und meist verwendete Weg der Kühlung besteht in dem Zusammenpressen und kontrolliertem Ausdehnen von Gasen. Bei der auf die isotherme Kompression eines Gases folgenden adiabatischen Expansion verrichten die Bausteine des Gases, Atome oder Moleküle, Arbeit. Sie vergrößern die Abstände zueinander und müssen dabei gegen ihre gegenseitige Anziehung Arbeit verrichten. Die hierfür notwendige Energie holen sie sich aus ihren thermischen Schwingungen, die dadurch nach und nach geringer werden. Die Ausdehnung eines Gases führt also zu einer effizienten Kühlung.
wird der Dampfdruck der Flüssigkeiten so niedrig – er nimmt exponentiell mit der Temperatur