이상기체의 상태를 나타내는 압력, 부피, 온도 간의 상관관계를 규명한 '샤를 법칙'에 의하면 공기의 양, 즉 질량은 변하지 않는다.
온도가 변하면 산소, 질소, 아르곤 등 공기를 구성하고 있는 분자들 사이의 거리가 더 멀어지거나 가까워질 뿐이다. 고온에서는 분자운동이 활발해져 분자 간 거리가 늘어나며 저온에서는 그와 정반대의 상황이 벌어진다.
다시 말해 온도가 높아져도 공기의 질량 자체는 그대로이며 단지 전체적인 부피만 변한다. 물론 이 원리는 기체에만 해당된다. 액체나 고체는 온도가 높아질수록 증발, 용융, 기화, 승화 등의 형태로 원래의 질량을 조금씩 소실하게 된다.
