Magnifique, ces montgolfières !

Mais comment se fait-il qu'elles s'envolent ?
Surtout qu'elles emportent même une nacelle et quelques spectateurs émerveillés de voir la Terre "d'en haut"... et sans moteur. Ah, voilà une bonne occasion de regarder de près la loi des gaz parfaits !

La loi des gaz parfaits relie entre elle plusieurs valeurs facilement mesurables quand on s'intéresse à des molécules de gaz enfermées :

- le nombre de molécules N,

- leur température T, qui traduit à quel point les molécules sont agitées (plus elles ont chaud, plus elles remuent),

- le volume V dont elles disposent dans leur bocal,

- la pression P du gaz dans le bocal

P x V = N x R x T

Pour faire s'envoler une montgolfière, on commence par y emprisonner de l'air chauffé avec un bec de gaz.

Si on regarde de près la loi des gaz parfait, on peut se faire une idée de ce qui se passe...

Car dans l'équation P x V = N x R x T
P ne change pas (c'est la pression atmosphérique),  
V ne change pas (c'est le volume du ballon),
R ne change jamais (c'est une constante, un nombre fixe) :

P x V = N x R x T

donc si on augmente T (en chauffant l'air du ballon),
le nombre de molécules d'air dans le ballon N diminue
(une partie des molécules chassée au fur et à mesure que l'intérieur du ballon chauffe) .

 La densité de l'air étant devenue plus faible dans le ballon qu'autour du ballon... il commence par s'élever du sol... et s'envole dès qu'on le détache !

Par contre, pendant le vol, il faut de temps réchauffer l'air qui y est emprisonné : dès qu'il commence à refroidir, de nouvelles molécules en profitent pour s'y glisser et il faut absolument maintenir une faible densité d'air à l'intérieur !

Mais c'est aussi en "jouant" ainsi sur la température que l'on peut choisir de voler plus haut... et finalement de redescendre en le laissant refroidir !