Balony na gorące powietrze
Jeśli napełnisz butelkę w połowie bardzo gorącą wodą, a następnie rozciągniesz balon na górze, balon nadmucha się nieco w ciągu następnych kilku minut. To samo dzieje się, gdy rozciągniesz balon nad pustą butelką, a następnie włożysz tę butelkę do miski z gorącą wodą. To nie woda, ale ciepło w wodzie powoduje napełnienie balonu. Możesz tego nie wiedzieć, ale w rzeczywistości tworzysz swój własny balon na ogrzane powietrze.
Co to jest ciepło?
Kiedy powietrze w butelce znajdzie się w pobliżu gorącej wody (poprzez dodanie wody do butelki lub zanurzenie jej w misce), powietrze pochłania część ciepła z wody. Ciepło to miara ruchu cząsteczek. Im wyższa temperatura, tym szybciej cząsteczki poruszają się w powietrzu.
Ogrzewanie gazu
Ciała stałe pozostają mniej więcej tej samej wielkości, dopóki są ciałami stałymi, a płyny robią to samo, dopóki są płynami. Gazy jednak nie. Cząsteczki w gazie nie są ze sobą związane. Kiedy się nagrzeją, rozproszą się, lecąc we wszystkich kierunkach z większą prędkością. Jeśli są trzymane w pojemniku, takim jak butelka z balonem na górze, mocniej uderzają w boki pojemnika.
Ciśnienie i ekspansja
Cząsteczki w powietrzu zawsze wytwarzają ciśnienie. Niezliczone molekuły zderzają się ze wszystkim w każdej sekundzie, tworząc stałą siłę. Zanim powietrze w balonie zostanie podgrzane, cząsteczki wewnątrz wytwarzają takie samo ciśnienie, jak cząsteczki na zewnątrz, co oznacza, że balon pozostaje w równowadze i nie rozszerza się ani nie kurczy. Kiedy jednak zostaną podgrzane, wewnętrzne cząsteczki zaczynają poruszać się z większą siłą. Wytwarzają większe ciśnienie, powodując, że balon rozszerza się na zewnątrz, aż ciśnienie się wyrówna.