[요약] 외부와 열 교환 없이 물체의 부피가 늘어나는 현상으로 부피를 늘리는 데 필요한 열을 내부 에너지로부터 얻기 때문에 물체의 온도는 내려가게 된다. ‘단열’이란 열 출입이 없는 것을 뜻한다. 이런 상태에서 공기덩어리가 커지려면 이미 그 공간을 차지하고 있는 외부의 공기 분자들을 밀어내야 한다. 외부에 있는 공기 분자들을 밀어내려면 공기덩어리 내부의 에너지를 사용하여 부피를 팽창시켜야 한다. 이 과정을 통해 공기덩어리 내부의 에너지가 외부에 있는 분자의 운동 에너지로 전환되는데 주위와 열 교환이 없는 단열 상태이므로, 전환된 에너지만큼의 에너지를 잃어야 한다. 그래서 내부 에너지가 감소하고 이 감소 효과로 기온이 떨어진다. 이렇게 기체의 부피가 팽창하고 온도가 떨어지는 효과를 단열 팽창이라고 한다. 실생활에서는 구름이 생성되는 원리와 관련이 있다.