Ladeluftkühlung kommt bei aufgeladenen Motoren zum Einsatz. Die Verdichtung (polytrop) führt neben der Druckerhöhung auch zu einem Temperaturanstieg des Massenstroms.
Nach dem Gasgesetz p \cdot V = m / M_\mathrm{molar} \cdot R \cdot T enthält ein definiertes Volumen V (Zylinder) bei einem definierten Druck p (Ladedruck) und einer bestimmten Temperatur T eine
bestimmte Menge m an Gas. Die Größen Mmolar und R sind konstant und stehen für die molare Masse bzw. für die Allgemeine Gaskonstante. Formt man das Gasgesetz um, so erhält man
Die Menge eines Gases m in einem definierten Volumen bzw. die Dichte ? eines Gases ist demnach umgekehrt proportional zur Temperatur. Dies bedeutet, dass bei konstantem Druck und Volumen
die Gasmenge mit abnehmender Temperatur zunimmt. Wird die dem Verbrennungsmotor zugeführte Luft gekühlt, befinden sich also mehr Sauerstoffmoleküle im Zylinder, der Füllungsgrad steigt. Da für
eine vollständige Verbrennung Kraftstoff und Sauerstoff in einem bestimmten stöchiometrischen Verhältnis stehen müssen, kann mit einer größeren Sauerstoffmenge entsprechend mehr Kraftstoff
verbrannt werden, wodurch mehr Energie frei wird, was zu einer Erhöhung der Leistung führt.
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