Эффект от охлаждения воздуха между ступенями при многоступенчатом сжатии наглядно показан на T-s диаграмме. В отсутствии охлаждения процесс сжатия идет по политропе (линия 1-9). Процессы охлаждения в промежуточных воздухоохладителях можно считать изобарными (линии 2-3, 4-5, 6-7). Для очень большого числа ступеней, с интенсивным охлаждением после каждой ступени, результирующая линия процессов в ступенях компрессора и в холодильниках представляет собой зигзагообразную линию, приближающуюся к изотерме.

Очевидно, идеальным можно считать интенсивное (до начальной температуры) охлаждение после каждой ступени, причем степень повышения давления в каждой ступени должна быть возможно малой, т. е. число ступеней возможно большим. Последнее условие является невыполнимым, так как в современном компрессоростроении имеется тенденция создания компактных, малоступенчатых машин; тем более возрастает роль интенсивного охлаждения после каждой ступени.

Площадь заштрихованной фигуры графически изображает экономию энергии при наличии межступенчатого охлаждения. При полном охлаждении, т. е. охлаждении до начальной температуры, и при равном распределении работы между ступенями или группами ступеней (между холодильниками) экономия от охлаждения получается наибольшей.