RELATION TEMPÉRATURE, volume, MASSE VOLUMIQUE
puce Expérience de dilatation de l'air
 
Une bouteille plastique, pleine d'air est munie d'un ballon de baudruche et exposée au Soleil.

Après quelques dizaines de secondes, le ballon commence à se gonfler (photo 1).

Le phénomène de dilatation de l'air est beaucoup plus rapide et important si la bouteille est peinte en noir.
Si la bouteille est ensuite immergée dans l'eau glacée, il y a rétractation de l'air et le ballon pénètre à l'intérieur de la bouteille (photo 2).
 Interpétation : relation température – volume d’un gaz parfait
PV = nRT d’où V = (nR/P) T

Pour une quantité n de gaz constante, à une pression constante P, si T varie, V varie :
- si T augmente, alors V augmente = dilatation du gaz;
- si T diminue, alors V diminue = rétractation du gaz.
 Relation température, volume et masse volumique d’un gaz parfait
r = masse (m) /unité de volume (v) = m/v
Pour une même masse de gaz, si V augmente, la masse volumique diminue et inversement.

Donc toute variation de la température de l'air, à masse et pression constantes, a pour conséquence une variation inversement proportionnelle de la masse volumique.