Balões de ar quente
Se você encher uma garrafa parcialmente com água muito quente e esticar um balão por cima, o balão vai inflar um pouco nos próximos minutos. A mesma coisa acontece se você esticar um balão sobre uma garrafa vazia e, em seguida, colocá-la em uma tigela com água quente. Não é a água, mas o calor na água que está fazendo o balão inflar. Você pode não saber, mas na verdade está criando seu próprio balão de ar quente.
O que é calor?
Quando o ar na garrafa é colocado próximo à água quente (seja adicionando água à garrafa ou submergindo-a em uma tigela), o ar absorve parte do calor da água. O calor é uma medida do movimento das moléculas. Quanto mais alta a temperatura, mais rapidamente as moléculas se movem no ar.
Aquecendo um Gás
Os sólidos permanecem do mesmo tamanho enquanto forem sólidos e os líquidos fazem a mesma coisa enquanto forem líquidos. Os gases, no entanto, não. As moléculas de um gás não estão ligadas. Quando são aquecidos, eles se espalham, voando em todas as direções a uma velocidade maior. Se forem mantidos em um recipiente, como uma garrafa com um balão no topo, eles atingem as laterais do recipiente com mais força.
Pressão e Expansão
As moléculas do ar estão sempre criando pressão. Inúmeras moléculas colidem em tudo a cada segundo, criando uma força constante. Antes que o ar no balão seja aquecido, as moléculas internas estão criando tanta pressão quanto as moléculas externas, o que significa que o balão permanece em equilíbrio e não se expande nem se contrai. Quando aquecem, entretanto, as moléculas internas começam a se mover com mais força. Eles criam mais pressão, fazendo com que o balão se expanda para fora até que a pressão se iguale.