Вертикальный цилиндр закрыт горизонтально расположенным поршнем массой 1 кг и площадью 0,02 м
который может свободно перемещаться. Под поршнем находится 0,1 моля идеального одноатомного газа при некоторой температуре 
. Над поршнем находится воздух при нормальном атмосферном давлении. Сначала газу сообщили количество теплоты 3 Дж, потом закрепили поршень и охладили газ до начальной температуры 
. При этом давление газа под поршнем стало равно атмосферному. Чему равна температура 
?
Рассматриваемый процесс — изобарный (так как поршень подвижный и количество вещества газа не изменяется).
Запишем первое начало термодинамики для изобарного процесса:
где 
— работа газа, 
— изменение внутренней энергии газа.
Работа газа и изменение его внутренней энергии равны:
где 
— давление газа под поршнем, 
— изменение объема газа, 
— число степеней свободы (для одноатомного газа 
), 
— количество вещества газа, 
— универсальная газовая постоянная, 
— изменение температуры газа.
Подставим (2), (3) в (1):
Для изобарного процесса справедливо равенство: 
.
Тогда уравнение (4) примет вид:
Температура в начальном и конечном состоянии совпадает, а значит, по закону Бойля-Мариотта:
где 
– начальный объём.
Отсюда:
С учетом уравнения Менделеева–Клапейрона:
Находим 
:
