Selon la température, les particules d’air se déplacent plus ou moins rapidement. L’intensité du mouvement augmente avec le réchauffement ; les particules d’air qui vibrent plus fortement ont besoin de plus d’espace ; la densité diminue. L’air chaud est moins dense que l’air froid ; nous disons qu’il est plus léger et c’est pourquoi il s’élève.
Lorsque le tube en papier brûle dans notre expérience, c’est surtout l’air à l’intérieur du tube qui se réchauffe. Il s’écoule vers le haut. Les cendres du tube de papier brûlé sont si légères que l’air qui s’élève les entraîne avec lui.
L’air réchauffé devient un « ascenseur chaud » pour les cendres.
Exemples tirés de la vie quotidienne
Si l’air chaud ne montait pas mais tombait vers le bas, nous ne devrions pas poser la casserole sur la plaque de cuisson mais la suspendre sous celle-ci.
Il fait plus froid au sol qu’au plafond dans un appartement chauffé, à moins qu’il n’y ait un chauffage au sol. Il fait plus chaud dans le lit superposé du haut que dans celui du bas.
Dans une montgolfière, l’air à l’intérieur du ballon est chauffé par un brûleur. Le ballon contenant l’air chaud déplace l’air froid « plus lourd » et obtient ainsi la portance nécessaire pour s’élever. Plus son volume est important, plus sa flottabilité est grande.