Tại sao không khí nóng lại nhẹ hơn không khí lạnh?

Theo nguyên tắt giản nở của tất cả mọi vật thì khi gặp nhiệt độ cao nó sẽ nở ra và khi lạnh nó sẽ co cụm lại, vì vậy trong cùng một thể tích thì không khí lạnh nó sẽ nặng hơn so với không khí nóng.

Ví dụ: 2 quả bóng có kích cỡ bằng nhau, một quả bơm không khí lạnh, một quả bơm không khí nóng, thì quả có không khí lạnh nó sẽ nặng hơn do nó chứa nhiều không khí hơn, có nghĩa là mật độ của các phân tử khí nó dày đặt hơn. Còn quả bóng có không khí nóng thì nhẹ hơn do mật độ của các phân tử khí nó loảng hơn.

Trọng lượng riêng của không khí được xác định bằng công thức : $d=\frac{P}{V}=\frac{10m}{V}$

Không khí nóng nhẹ hơn không khí lạnh vì khi bị lạnh không khí co lại, tính trung bình trong 1m³ không khí lạnh lượng không khí lạnh có nhiều hơn lượng không khí có trong 1m³ không khí nóng (trong cùng điều kiện), nên trọng lượng riêng của không khí lạnh lớn hơn trọng lượng riêng của không khí nóng

Trọng lượng riêng của không khí được xác định bằng công thức:

d = 10.(m/V)

Khi nhiệt độ tăng, khối lượng m không đổi nhưng thể tích V tăng, do đó d giảm. Vì vậy trọng lượng riêng của không khí nóng nhỏ hơn của không khí lạnh, nghĩa là không khí nóng nhẹ hơn không khí lạnh.