Als een ballon wordt verwarmd terwijl de druk constant blijft, zal het luchtvolume in de ballon toenemen. Dit komt omdat naarmate de temperatuur van de lucht stijgt, de gemiddelde kinetische energie van de luchtmoleculen ook toeneemt. Dit betekent dat de luchtmoleculen sneller bewegen en vaker en met grotere kracht tegen de wanden van de ballon botsen, waardoor de ballon uitzet.

Wiskundig gezien wordt deze relatie tussen temperatuur en volume bij constante druk beschreven door de wet van Charles, die stelt dat het volume van een gas recht evenredig is met de temperatuur ervan. In vergelijkingsvorm kan dit worden uitgedrukt als:

```

V ∝ T

```

of

```

V =kT

```

waar:

* V is het volume van het gas

* T is de temperatuur van het gas

*k is een constante

Volgens de wet van Charles zal, als de druk constant blijft, het volume van het gas toenemen in directe verhouding tot de temperatuurstijging. Omgekeerd, als de temperatuur daalt, zal het volume van het gas afnemen.