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Consideraremos los desarrollos clave en las relaciones individuales por razones pedagógicas, no en orden histórico , y luego los pondremos juntos en la ley de los gases ideales. Imagina que llena un recipiente rígido unido a un manómetro con gas y luego lo sella para que el gas no escape. Si el recipiente se enfría, el gas del interior también se enfría y se observa que su presión disminuye. Si calentamos la esfera, el gas del interior se calienta Figura 9. Esta relación entre temperatura y presión se observa para cualquier muestra de gas confinada en un volumen constante.
Se muestra un ejemplo de datos experimentales de presión-temperatura para una muestra de aire en estas condiciones en la Figura 9. Con cualquiera de los dos nombres, afirma que la presión de una determinada cantidad de gas es directamente proporcional a su temperatura en la escala kelvin cuando el volumen se mantiene constante. Si llenamos un globo de aire y lo sellamos, el globo contiene una cantidad específica de aire a presión atmosférica, digamos 1 atm.
Si metemos el globo en un refrigerador, el gas del interior se enfría y el globo se encoge aunque tanto la cantidad de gas como su presión permanecen constantes.
Este video muestra cómo el enfriamiento y el calentamiento de un gas hacen que su volumen disminuya o aumente, respectivamente.
Estos ejemplos del efecto de la temperatura sobre el volumen de una cantidad dada de un gas confinado a presión constante son ciertos en general: el volumen aumenta a medida que la temperatura aumenta, y disminuye a medida que la temperatura disminuye. Los datos volumen-temperatura de una muestra de 1 mol de gas metano a 1 atm se enumeran y grafican en la Figura 9. La relación entre el volumen y la temperatura de una determinada cantidad de gas a presión constante se conoce como ley de Charles en reconocimiento al científico francés y pionero del vuelo en globo Jacques Alexandre César Charles.