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Montgolfières
Si vous remplissez une bouteille à mi-parcours avec de l'eau très chaude, puis étirez un ballon par dessus, le ballon gonfle légèrement au cours des prochaines minutes. La même chose se produit si vous étirez un ballon sur une bouteille vide, puis collez cette bouteille dans un bol d'eau chaude. Ce n'est pas l'eau mais la chaleur de l'eau qui fait gonfler le ballon. Vous ne le savez peut-être pas, mais vous créez en fait votre propre montgolfière.
Qu'est-ce que la chaleur?
Lorsque l'air dans la bouteille est placé près de l'eau chaude (soit en ajoutant de l'eau à la bouteille, soit en le plongeant dans un bol), l'air absorbe une partie de la chaleur de l'eau. La chaleur est une mesure du mouvement des molécules. Plus la température est élevée, plus les molécules se déplacent rapidement dans l'air.
Chauffage au gaz
Les solides restent à peu près de la même taille tant qu'ils sont solides, et les liquides font la même chose tant qu'ils sont liquides. Les gaz, cependant, ne le sont pas. Les molécules dans un gaz ne sont pas liées ensemble. Quand ils sont chauffés, ils s’étalent et volent plus vite dans toutes les directions. S'ils sont conservés dans un conteneur, par exemple une bouteille avec un ballon au-dessus, ils heurteront les parois du conteneur avec plus de force.
Pression et expansion
Les molécules dans l'air créent toujours de la pression. D'innombrables molécules entrent en collision à chaque seconde, créant une force constante. Avant que l'air dans le ballon ne soit chauffé, les molécules à l'intérieur créent autant de pression que les molécules à l'extérieur, ce qui signifie que le ballon reste à l'équilibre et ne se dilate ni ne se contracte. Cependant, quand elles sont chauffées, les molécules internes se déplacent avec plus de force. Ils créent plus de pression, ce qui provoque l'expansion du ballon vers l'extérieur jusqu'à ce que la pression soit égale.