Naszym celem jest wykazanie, że w przemianie A→C gaz pobiera ciepło z otoczenia. Rozważymy cykl kołowy A→C→D→A, w którym przemiana C→D jest przemianą izochoryczną, a przemiana D→A adiabatyczną.  Zgodnie z I zasadą termodynamiki możemy zapisać:

$\Delta U_{ACDA}=W+Q$

gdzie:

$\Delta U_{ACDA}$ - zmiana energii wewnętrznej w cyklu kołowym,

$W$ - całkowita praca wykonana nad gazem przez siły zewnętrzne,

$Q$ - całkowite ciepło wymienione między gazem a otoczeniem. 

Gaz w cyklu kołowym powraca do swojego stanu początkowego, więc zmiana jego energii wewnętrznej musi być zerowa. I zasadę termodynamiki możemy więc zapisać jako:

$0=W+Q$

Następnie pracę i ciepło całkowite rozpisujemy na poszczególne etapy. W przemianie A→C gaz się rozprężał, więc praca siły zewnętrznej była ujemna, natomiast nie wiemy czy gaz oddawał czy pobierał ciepło. Przemiana C→D była przemianą izochoryczną, więc praca jest zerowa, natomiast gaz oddaje ciepło, ponieważ maleje ciśnienie gazu, co oznacza zmniejszanie się temperatury. Przemiana D→A jest przemianą adiabatyczną, dlatego ciepło jest zerowe, natomiast objętość maleje, co oznacza, że siła zewnętrzna wykonuje pracę nad gazem, czyli praca w tej przemianie będzie dodatnia. Zgodnie z tymi informacjami zapisujemy I zasadę termodynamiki dla całego cyklu:

$0=-W_{AC}+W_{DA}-Q_{CD}\pm Q_{AC}$

gdzie:

$W_{AC}$ - praca siły zewnętrznej w przemianie A→C,

$W_{AD}$ - praca siły zewnętrznej w przemianie D→A,

$Q_{CD}$ - ciepło wymienione między gazem a otoczeniem w przemianie C→D.

$Q_{AC}$ - ciepło wymienione między gazem a otoczeniem w przemianie A→C,

Należy rozważyć jakiego znaku będzie całe wyrażenie stojące przed ciepłem przemiany A→C. Praca wykonana podczas przemiany jest równa polu powierzchni figury zawartej pod wykresem zależności ciśnienia od objętości. Na tej podstawie możemy stwierdzić, że:

$W_{AC}>W_{DA}$

Na tej podstawie możemy stwierdzić, że:

$-W_{AC}+W_{DA}<0$

Co z kolei oznacza, że:

$-W_{AC}+W_{DA}-Q_{CD}<0$

W takiej sytuacji, aby prawa strona wyrażenia na I zasadę termodynamiki pełnego cyklu była równa zero, ciepło w przemianie A→C musi być dodatnie, czyli gaz pobiera ciepło z otoczenia.

Ciepło wymienione z otoczeniem w trakcie przemiany A→C ma tę samą wartość, ale przeciwny znak do sumy pozostałego ciepła i pracy wykonanej nad gazem przez siłę zewnętrzną w trakcie całego cyklu zamkniętego. Ponieważ wykazaliśmy, że suma ciepła i pracy jest ujemna, oznacza to, że ciepło przemiany A→C jest dodatnie, czyli gaz pobiera ciepło z otoczenia.