研究大气现象时常常用到热力学第一定律：

　　ΔU＝W ＋Q　　　(1)

　　通常把温度、压强相同的一部分空气作为研究的对象，叫做气团，直径上千米。由于气团很大，边缘部分和外界的热交换对整个气团没有明显的影响，即(1)式中Q＝0，所以气团的内能的增减只等于外界对它做功或它对外界做功的多少：
　　ΔU＝W

　　阳光烤暖了大地，地面又使得下层的气团温度升高，密度减小，因而上升。气团膨胀的时候要推挤周围的空气，对外做功，因此内能减小，温度降低。所以，越高的地方，空气的温度越低。对于干燥的空气，大约每升高1 km温度降低10℃。

　　飞机在万米高空飞行的时候，舱外气温往往在－50℃以下。由于机上有空调设备,舱内总是温暖如春。不过这时空调的作用不是使空气升温，而是降温。高空的大气压比舱内气压低，要使舱内获得新鲜空气必须使用空气压缩机把空气从舱外压进来。在这个过程中，空气压缩机对气体做功，使气体的内能增加，温度上升。如果不用空调，机舱内的温度可能达到50℃以上！