เนื้อหา
หากคุณเติมน้ำร้อนลงในขวดเป็นบางส่วนจากนั้นยืดลูกโป่งที่คอลูกโป่งจะพองขึ้นเล็กน้อยในอีกไม่กี่นาทีข้างหน้า สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นถ้าคุณยืดลูกโป่งเหนือขวดเปล่าแล้ววางขวดลงในชามน้ำร้อน ไม่ใช่น้ำ แต่เป็นความร้อนของน้ำที่ทำให้ลูกโป่งพอง คุณอาจไม่รู้ แต่คุณกำลังสร้างบอลลูนลมร้อนของคุณเอง
บอลลูนลมร้อน
ความร้อนคืออะไร?
เมื่อวางอากาศภายในขวดไว้ใกล้กับน้ำร้อน (ไม่ว่าจะโดยการเติมน้ำลงไปหรือจุ่มลงในชาม) อากาศจะดูดซับความร้อนบางส่วนจากน้ำ ความร้อนเป็นตัววัดการเคลื่อนที่ของโมเลกุล อุณหภูมิยิ่งร้อนโมเลกุลยิ่งเคลื่อนที่ในอากาศเร็วขึ้น
ทำให้แก๊สร้อน
ของแข็งยังคงมีขนาดเท่ากันโดยประมาณตราบเท่าที่ยังคงเป็นของแข็งและของเหลวจะมีขนาดเท่ากันในขณะที่เป็นของเหลว อย่างไรก็ตามก๊าซไม่ได้ โมเลกุลของก๊าซไม่เชื่อมต่อกัน เมื่อได้รับความร้อนพวกมันจะกระจายตัวบินไปทุกทิศทางในอัตราที่สูงขึ้น หากเก็บไว้ในภาชนะเช่นขวดที่มีบอลลูนอยู่ด้านบนพวกเขาจะกดด้านข้างของภาชนะให้แน่นขึ้น
ความดันและการขยายตัว
โมเลกุลของอากาศมีการสร้างแรงกดดันอยู่เสมอ โมเลกุลนับไม่ถ้วนชนกันในทุก ๆ วินาทีทำให้เกิดแรงคงที่ ก่อนที่อากาศในบอลลูนจะได้รับความร้อนโมเลกุลที่อยู่ภายในจะสร้างแรงดันมากเท่ากับโมเลกุลภายนอกซึ่งหมายความว่าบอลลูนยังคงอยู่ในสภาวะสมดุลและไม่ขยายตัวหรือหดตัว อย่างไรก็ตามเมื่อได้รับความร้อนโมเลกุลที่อยู่ภายในจะเริ่มเคลื่อนไหวอย่างรุนแรงมากขึ้น พวกมันสร้างแรงกดมากขึ้นทำให้บอลลูนขยายตัวจนความดันเท่ากัน