Montgolfières
Si vous remplissez une bouteille d'eau très chaude, puis étirez un ballon par-dessus, le ballon se gonflera légèrement au cours des prochaines minutes. La même chose se produit si vous étirez un ballon sur une bouteille vide, puis placez 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 êtes en train de créer 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 dans la bouteille, soit en la 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.
Chauffer un 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 font pas. Les molécules d'un gaz ne sont pas liées entre elles. Lorsqu'elles sont chauffées, elles s'étalent, volant dans toutes les directions à une vitesse plus élevée. S'ils sont conservés dans un récipient, comme une bouteille avec un ballon sur le dessus, ils frappent les côtés du récipient avec plus de force.
Pression et expansion
Les molécules dans l'air créent toujours une pression. D'innombrables molécules entrent en collision dans tout 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, lorsqu'elles sont chauffées, les molécules internes commencent à se déplacer avec plus de force. Ils créent plus de pression, provoquant l'expansion du ballon vers l'extérieur jusqu'à ce que la pression s'égalise.