Hete lucht ballonnen
Als je een fles voor de helft met heel heet water vult en vervolgens een ballon over de bovenkant uitrekt, zal de ballon de komende minuten iets opblazen. Hetzelfde gebeurt als je een ballon over een lege fles spant en die fles vervolgens in een kom met heet water steekt. Het is niet het water, maar de warmte in het water die ervoor zorgt dat de ballon opblaast. Je weet het misschien niet, maar je maakt eigenlijk je eigen heteluchtballon.
Wat is warmte?
Wanneer de lucht in de fles dicht bij heet water wordt geplaatst (door het water aan de fles toe te voegen of door het in een kom onder te dompelen), absorbeert de lucht een deel van de warmte van het water. Warmte is een maat voor de beweging van moleculen. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de moleculen in de lucht bewegen.
Een gas verwarmen
Vaste stoffen blijven ongeveer even groot zolang ze vaste stoffen zijn, en vloeistoffen doen hetzelfde zolang ze vloeibaar zijn. Gassen echter niet. De moleculen in een gas zijn niet aan elkaar gebonden. Wanneer ze worden verwarmd, verspreiden ze zich en vliegen ze met een hogere snelheid in alle richtingen. Als ze in een container worden bewaard, zoals een fles met een ballon erop, slaan ze krachtiger tegen de zijkanten van de container.
Druk en expansie
De moleculen in de lucht zorgen altijd voor druk. Elke seconde botsen talloze moleculen op alles, waardoor een constante kracht ontstaat. Voordat de lucht in de ballon wordt verwarmd, creëren de moleculen binnenin evenveel druk als de moleculen buiten, wat betekent dat de ballon in evenwicht blijft en niet uitzet of samentrekt. Wanneer ze echter worden verwarmd, beginnen de binnenste moleculen met meer kracht te bewegen. Ze creëren meer druk, waardoor de ballon naar buiten uitzet totdat de druk gelijk wordt.