Nei primi mesi del 1791 Volta avvia uno studio sistematico delle proprietà fisiche degli aeriformi. Attraverso una lunga serie di esperimenti determina, con largo anticipo rispetto a Gay-Lussac, la legge della dilatazione uniforme dell’aria in funzione della temperatura.
L’interesse di Volta nasce dalla forte divergenza tra i risultati ottenuti dai principali studiosi europei. Le opinioni sulla dilatazione dell’aria variavano sensibilmente, soprattutto alle alte temperature. Per chiarire la questione, Volta decide di sottoporre il fenomeno a un’analisi sperimentale rigorosa e sistematica.
Dalle sue osservazioni Volta conclude che la dilatazione dell’aria è pressoché uniforme e proporzionale agli aumenti di temperatura lungo tutto l’intervallo compreso tra il gelo e l’ebollizione dell’acqua. Una conclusione che anticipa formulazioni successive e amplia la validità del principio anche oltre tali limiti.
Parallelamente Volta si dedica alla pneumatica fisica. Nel 1793 ottiene determinazioni del coefficiente di dilatazione isobara dell’aria più precise di quelle che Gay-Lussac pubblicherà anni dopo. Nel 1794 misura inoltre la tensione di vapore dell’acqua, anticipando e superando per accuratezza i risultati di Dalton.
Nel 1794 la Royal Society di Londra conferisce a Volta la medaglia d’oro di Copley, riconoscendo il valore delle sue ricerche sui fenomeni elettrici e pneumatici e il rigore del suo metodo sperimentale.
Nel 1927, durante il Congresso internazionale di Fisica, la comunità scientifica riconosce formalmente la priorità di Volta sulla legge della dilatazione isobara dell’aria, distinguendola dalla legge di Gay-Lussac estesa a tutti i gas. Un riconoscimento che restituisce a Volta il ruolo che gli spetta nella storia della fisica dei gas.
