O volume, ou o espaço que um determinado gás ocupa, diminui quando ele é resfriado. A relação direta entre o volume e a temperatura de um gás é conhecida como lei de Charles, que afirma que para todos os gases em temperatura constante, um aumento na temperatura resulta em um aumento no volume.
Os gases podem ser definidos usando quatro grandezas físicas: volume (V), pressão (P), temperatura (T) e o número de átomos de gás (n). A correlação geral entre esses valores é matematicamente representada pela equação PV = nRT, também conhecida como a lei dos gases ideais, onde "R" denota a constante de proporcionalidade. As unidades padrão incluem litros para V, atmosferas para P, Kelvin para T e moles para n.
A escala Kelvin é usada para a lei dos gases ideais porque mudanças na temperatura de um gás não resultam em uma variação direta em seu volume ao usar a escala Celsius. A temperatura absoluta, que é 0 Kelvin, é equivalente a -273 graus Celsius. Ao usar a escala Fahrenheit, é necessário adicionar 460 para obter a temperatura absoluta na escala Rankine.
A equação do gás ideal indica que diminuir a temperatura causa uma redução em seu volume. Quando um gás é resfriado, os átomos que o constituem têm menos energia para se mover. Os átomos tendem a se condensar e se aproximar, fazendo com que ocupem menos espaço.
