Objętość lub przestrzeń, którą zajmuje dany gaz, zmniejsza się po jej schłodzeniu. Bezpośredni związek między objętością a temperaturą gazu jest znany jako prawo Karola, które stanowi, że dla wszystkie gazy w stałej temperaturze, wzrost temperatury prowadzi do zwiększenia objętości.
Gazy można definiować za pomocą czterech wielkości fizycznych: objętości (V), ciśnienia (P), temperatury (T) i liczby atomów gazu (n). Ogólna korelacja między tymi wartościami jest matematycznie reprezentowana przez równanie PV = nRT, inaczej zwane prawem gazu idealnego, gdzie "R" oznacza stałą proporcjonalności. Standardowe jednostki obejmują litry dla V, atmosfery dla P, Kelvina dla T i mole dla n.
Skala Kelvina jest używana do idealnego prawa gazu, ponieważ zmiany temperatury gazu nie powodują bezpośredniej zmiany jego objętości podczas używania skali Celsjusza. Temperatura absolutna, która wynosi 0 kelwinów, odpowiada -273 stopni Celsjusza. Używając skali Fahrenheita, należy dodać 460, aby uzyskać absolutną temperaturę w skali Rankine'a.
Idealne równanie gazowe wskazuje, że obniżenie temperatury powoduje zmniejszenie jej objętości. Gdy gaz jest schładzany, atomy zawierające gaz mają mniej energii do poruszania się. Atomy mają tendencję do kondensacji i zbliżania się do siebie, co powoduje, że zajmują mniej miejsca.
