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Si vous remplissez partiellement une bouteille d'eau très chaude, puis étirez un ballon au niveau du cou, le ballon se gonflera légèrement au cours des prochaines minutes. La même chose se produit si vous étirez un ballon sur une bouteille vide, puis placez la bouteille dans un bol d'eau chaude. Ce n'est pas l'eau, mais la chaleur de l'eau qui fait gonfler le ballon. Vous ne le savez peut-être pas, mais vous créez en fait votre propre montgolfière.
Montgolfières
Qu'est-ce que la chaleur?
Lorsque l'air à l'intérieur de la bouteille est placé près de l'eau chaude (soit en y ajoutant de l'eau, soit en l'immergeant dans un bol), l'air absorbe une partie de la chaleur de l'eau. La chaleur est une mesure du mouvement des molécules. Plus la température est élevée, plus les molécules se déplacent rapidement dans l'air.
Chauffer un gaz
Les solides restent approximativement de la même taille, tant qu'ils restent solides, et les liquides font de même lorsqu'ils sont liquides. Les gaz, cependant, ne le font pas. Les molécules d'un gaz ne sont pas interconnectées. Lorsqu'ils sont chauffés, ils s'étalent, volant dans toutes les directions, à une vitesse plus élevée. S'ils sont conservés dans un récipient, tel qu'une bouteille avec un ballon en haut, ils pressent plus étroitement les côtés du récipient.
Pression et expansion
Les molécules d'air créent toujours une pression. D'innombrables molécules entrent en collision à chaque seconde, créant une force constante. Avant que l'air dans le ballon ne soit chauffé, les molécules qui se trouvaient à l'intérieur créaient autant de pression que les molécules à l'extérieur, ce qui signifie que le ballon est resté en équilibre et ne s'est pas dilaté ni contracté. Lorsqu'elles sont chauffées, cependant, les molécules à l'intérieur commencent à se déplacer plus fortement. Ils créent plus de pression, provoquant l'expansion du ballon jusqu'à ce que la pression soit égalisée.