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Balões de ar quente
Se você encher uma garrafa parcialmente com água muito quente, estique um balão por cima, o balão inflará um pouco nos próximos minutos. O mesmo acontece se você esticar um balão sobre uma garrafa vazia e colá-la em uma tigela de água quente. Não é a água, mas o calor na água que está causando o balão inflar. Você pode não saber, mas na verdade está criando seu próprio balão de ar quente.
O que é o calor?
Quando o ar na garrafa é colocado próximo à água quente (adicionando a 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 quente a temperatura, mais rapidamente as moléculas se movem dentro do ar.
Aquecimento de um gás
Os sólidos permanecem do mesmo tamanho desde que sejam sólidos e os líquidos fazem a mesma coisa desde que sejam líquidos. Gases, no entanto, não. As moléculas de um gás não estão unidas. Quando são aquecidos, eles se espalham, voando em todas as direções a uma taxa mais alta. Se forem mantidos em um recipiente, como uma garrafa com um balão em cima, eles atingem as laterais do recipiente com mais força.
Pressão e Expansão
As moléculas no 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 nem se expande nem se contrai. Quando eles são aquecidos, no entanto, as moléculas internas começam a se mover com mais força. Eles criam mais pressão, fazendo com que o balão se expanda até a pressão se igualar.