1783年在法国蒙戈尔费埃兄弟制成热空气气球后不久,他制成第一个充氢气的气球,在当年8月27日第一次实现了充氢气球升空。12月1日他和N.罗贝尔第一次乘这种充氢气球飞行了两小时,飞行了27英里(43公里)。不久他又独自一人乘氢气球上升到3000米高空,作了一次35分钟的单独飞行。富兰克林目睹这一盛况后,曾给予了高度评价和热情宣传。
查理在物理学上的重要贡献是发现了查理定律。大约在1787年,查理研究气体的膨胀问题时,发现了这一定律。但是查理没有发表他发现的这个定律,而是由盖·吕萨克偶然地知道他的这一结果后于1802年发表的。后来,物理学上就把气体质量和体积不变时压强随温度正比变化的定律叫做查理定律。
查理还预测了气体在恒压下的膨胀速率为一常数,从而为盖·吕萨克定律的发现创造了条件。在电学方面他坚持和发展了富兰克林的电的单流质理论,对电学的发展起了促进作用。他还发明和改进了一些仪器,发明了液体比重计、反射测向仪等。
查理发表的论文大多数是数学方面的。物理方面的有《电学实验》、《温标比较》等。
1823年4月7日查理在巴黎逝世。
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