In generale, la materia si espande con l'aumento della temperatura, il che porta ad una diminuzione della densità. Tuttavia, esistono importanti eccezioni, come il caso dell'acqua quando si trasforma dallo stato solido a quello liquido . Le sue molecole si contraggono, portando ad una diminuzione della densità e ad un aumento della densità.
La legge del gas ideale, PV = nRT, mostra che per i gas, il volume aumenta con un aumento della temperatura, il che significa che la densità diminuisce. "P" è la pressione, "V" è il volume, "n" è il numero di moli e "R" è una costante. L'equazione mostra che se il numero di moli e la pressione sono mantenuti costanti, un aumento della temperatura porta ad un aumento di volume. D'altra parte, l'equazione "densità = massa /volume" mostra che per altre materie, come i liquidi e solidi puri, la densità tende ancora a diminuire con l'aumentare del volume, poiché la maggior parte della materia si espande comunque con un aumento di temperatura. Ciò dimostra che, a parte alcuni casi eccezionali, la densità cade con un aumento della temperatura.
