Quando o ar é aquecido, ele aumenta de volume, aumenta de pressão ou ambos, dependendo das condições. O ar é composto de vários gases diferentes, principalmente nitrogênio, oxigênio e dióxido de carbono, mas o gás particular envolvido não importa. Todos os gases se comportam de forma idêntica com um aumento idêntico na temperatura, desde que as outras condições também sejam idênticas.
Se o ar se expande ou aumenta na pressão, depende se ele está de alguma forma impedido de se expandir. A expansão do ar também diminui em densidade. Um recipiente selado com ar não pode aumentar de volume quando aquecido, portanto, apenas aumenta de pressão. Teoricamente, em uma situação sem restrições, o ar apenas se expande quando aquecido, mas, na realidade, uma vez que mesmo as massas de ar circundantes fornecem alguma resistência, um aumento na temperatura sempre cria pelo menos um ligeiro aumento na pressão. Um exemplo mais significativo de aumento de volume e pressão seria um balão de borracha. Aquecer o ar em um balão aumenta a pressão e o volume, pois, embora o balão seja elástico e se expanda, ele também oferece alguma resistência a essa expansão.
A equação fundamental para exatamente como um gás ou mistura de gases se comporta quando aquecido é PV = nRT, onde P = pressão, V = volume, n = o número de moles de moléculas de gás, R é a constante de gás ideal e T = temperatura.
