Perché i palloncini si gonfiano quando sono su una bottiglia di acqua calda?

Se riempi parzialmente una bottiglia con acqua molto calda, quindi allunga un palloncino sopra la parte superiore, il palloncino si gonfierà leggermente nei prossimi minuti. La stessa cosa accade se allunghi un palloncino su una bottiglia vuota, quindi infili quella bottiglia in una ciotola di acqua calda. Non è l'acqua, ma il calore nell'acqua che fa gonfiare il pallone. Potresti non saperlo, ma in realtà stai creando la tua mongolfiera.

Quando l'aria nella bottiglia viene posta vicino all'acqua calda (aggiungendo l'acqua alla bottiglia o immergendola in una ciotola), l'aria assorbe parte del calore dall'acqua. Il calore è una misura del movimento delle molecole. Più alta è la temperatura, più rapidamente le molecole si muovono all'interno dell'aria.

I solidi rimangono all'incirca delle stesse dimensioni finché sono solidi e i liquidi fanno la stessa cosa finché sono liquidi. I gas, invece, no. Le molecole di un gas non sono legate insieme. Quando sono riscaldati, si espandono, volando in tutte le direzioni a una velocità maggiore. Se vengono tenuti in un contenitore, come una bottiglia con un palloncino in cima, colpiscono con più forza i lati del contenitore.

Le molecole nell'aria creano sempre pressione. Innumerevoli molecole si scontrano ogni secondo, creando una forza costante. Prima che l'aria nel palloncino venga riscaldata, le molecole all'interno creano tanta pressione quanto le molecole all'esterno, il che significa che il palloncino rimane in equilibrio e non si espande né si contrae. Quando si riscaldano, tuttavia, le molecole interne iniziano a muoversi con più forza. Creano più pressione, facendo sì che il palloncino si espanda verso l'esterno fino a quando la pressione non si livella.