ทำไมลูกโป่งถึงพองตัวเมื่ออยู่บนขวดน้ำร้อน?

หากคุณเติมน้ำร้อนจัดในขวดระหว่างทาง ให้ยืดบอลลูนขึ้นไปด้านบน บอลลูนจะพองตัวเล็กน้อยในอีกไม่กี่นาทีข้างหน้า สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นหากคุณยืดบอลลูนเหนือขวดเปล่า จากนั้นติดขวดนั้นลงในชามน้ำร้อน ไม่ใช่น้ำ แต่เป็นความร้อนในน้ำที่ทำให้บอลลูนพองตัว คุณอาจไม่รู้ แต่คุณกำลังสร้างบอลลูนอากาศร้อนของคุณเอง

เมื่อวางอากาศในขวดใกล้กับน้ำร้อน (ไม่ว่าจะโดยการเติมน้ำลงในขวดหรือจุ่มลงในชาม) อากาศจะดูดซับความร้อนบางส่วนจากน้ำ ความร้อนคือการวัดการเคลื่อนที่ของโมเลกุล ยิ่งอุณหภูมิยิ่งร้อน โมเลกุลก็ยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นในอากาศ

ของแข็งจะมีขนาดเท่ากันตราบเท่าที่ยังเป็นของแข็ง และของเหลวก็ทำสิ่งเดียวกันตราบเท่าที่ยังเป็นของเหลว อย่างไรก็ตามก๊าซไม่ได้ โมเลกุลในแก๊สไม่ได้จับกัน เมื่อถูกความร้อน พวกมันจะกระจายออกไป บินไปทุกทิศทุกทางในอัตราที่สูงขึ้น หากเก็บไว้ในภาชนะ เช่น ขวดที่มีลูกโป่งอยู่ด้านบน ภาชนะก็จะกระแทกด้านข้างของภาชนะอย่างแรงขึ้น

โมเลกุลในอากาศมักสร้างแรงกดดัน โมเลกุลจำนวนนับไม่ถ้วนชนกับทุกสิ่งทุกวินาที ทำให้เกิดแรงคงที่ ก่อนที่อากาศในบอลลูนจะร้อนขึ้น โมเลกุลภายในจะสร้างแรงกดดันมากพอๆ กับโมเลกุลภายนอก ซึ่งหมายความว่าบอลลูนจะอยู่ที่สมดุลและไม่ขยายตัวหรือหดตัว อย่างไรก็ตาม เมื่อได้รับความร้อน โมเลกุลภายในจะเริ่มเคลื่อนที่ด้วยแรงมากขึ้น พวกเขาสร้างแรงกดดันมากขึ้นทำให้บอลลูนขยายออกด้านนอกจนกว่าความดันจะเท่ากัน