Так почему же изменяется сила, направленная вверх? Просто потому, что объем полости уменьшается, увеличивается число молекул в единице объема, при этом в одну секунду возникает больше столкновений молекул с поршнем, что ведет к возрастанию направленной вверх силы, и поэтому давление в цилиндре возрастает.

Теперь взглянем на цилиндр, изображенный на рисунке а. Когда его объем составляет V, то давление внутри цилиндра будет р. Если поршень передвинуть очень медленно (так, чтобы отсутствовало изменение температуры) до объема —  1/2V, тогда, принимая во внимание только молекулы, движущиеся горизонтально, то же число молекул будет ударяться лишь о половину исходной площади боковой поверхности. Их средняя скорость останется прежней, как и поперечные размеры цилиндра, и молекулы, таким образом, совершат то же число столкновений в единицу времени. Поэтому и общая сила останется прежней, но площадь, на которую она действует, сократится наполовину, и, следовательно, давление станет 2р.

Молекулы, движущиеся вертикально, ударяются о прежнюю площадь, но поскольку вертикальное расстояние, которое они проходят, сократится наполовину, то число столкновений в секунду удвоится. Сокращение объема вполовину удваивает давление, и точно так же может быть  показано,  что  сокращение объема до 1/3 увеличит давление до Зр. Это явление впервые было изучено Робертом Бойлем в 1660 г.

Закон Бойля утверждает, что при постоянной температуре объем определенной массы газа обратно пропорционален давлению, т. е.

График зависимости p от V даст плавную кривую. Эта кривая называется изотерма, поскольку температура в процессе постоянна. Интересно рассмотреть поведение газов более подробно.