Om en ballong värms upp medan trycket förblir konstant kommer luftvolymen inuti ballongen att öka. Detta beror på att när temperaturen i luften ökar, ökar också den genomsnittliga kinetiska energin hos luftmolekylerna. Det betyder att luftmolekylerna rör sig snabbare och kolliderar med ballongens väggar oftare och med större kraft, vilket får ballongen att expandera.

Matematiskt beskrivs detta förhållande mellan temperatur och volym vid konstant tryck av Charles lag, som säger att volymen av en gas är direkt proportionell mot dess temperatur. I ekvationsform kan detta uttryckas som:

```

V ∝ T

```

eller

```

V =kT

```

där:

* V är volymen av gasen

* T är gasens temperatur

* k är en konstant

Enligt Charles lag, om trycket förblir konstant, kommer gasvolymen att öka i direkt proportion till temperaturökningen. Omvänt, om temperaturen sjunker, kommer volymen av gasen att minska.