Quando l'aria viene riscaldata, le sue molecole si muovono ad una velocità maggiore a causa dell'aumento di energia cinetica. L'aumento di energia consente al gas di espandersi all'aumentare della temperatura.
Secondo la teoria della cinetica molecolare, l'energia cinetica media delle molecole in qualsiasi sostanza è direttamente proporzionale alla temperatura della sostanza. Ciò significa che quando viene erogato calore a un oggetto, la temperatura aumenta e aumenta anche l'energia cinetica delle molecole. L'energia cinetica è direttamente proporzionale alla velocità delle molecole, il che implica che l'aumento dell'energia cinetica si traduce in molecole che si muovono ad una velocità più elevata.
L'aria è un gas; quindi le sue molecole riempiono l'intero spazio del suo contenitore. Quando l'aria viene riscaldata, la temperatura del gas aumenta. L'energia cinetica e la velocità delle molecole aumentano con la temperatura. Quando le molecole iniziano a muoversi con maggiore energia, si scontrano più rapidamente e più frequentemente con le pareti del contenitore. Se le pareti del contenitore sono rigide, la pressione del gas aumenta senza variazioni di volume. Ma se le pareti del contenitore sono flessibili (come un palloncino), l'aumento dell'energia delle collisioni tra il muro e le molecole provoca l'espansione del contenitore.
