Lorsque l'air est chauffé, ses molécules se déplacent à une vitesse accrue en raison d'une augmentation de l'énergie cinétique. L'augmentation de l'énergie permet au gaz de se dilater lorsque la température augmente.
Selon la théorie moléculaire cinétique, l'énergie cinétique moyenne des molécules dans n'importe quelle substance est directement proportionnelle à la température de la substance. Cela signifie que lorsque de la chaleur est fournie à un objet, la température augmente et l'énergie cinétique des molécules augmente également. L'énergie cinétique est directement proportionnelle à la vitesse des molécules, ce qui implique que l'augmentation de l'énergie cinétique entraîne le déplacement des molécules à une vitesse plus élevée.
L'air est un gaz ; donc ses molécules remplissent tout l'espace de son contenant. Lorsque l'air est chauffé, la température du gaz augmente. L'énergie cinétique et la vitesse des molécules augmentent avec la température. Au fur et à mesure que les molécules commencent à se déplacer avec une énergie accrue, elles entrent en collision plus rapidement et plus fréquemment avec les parois du récipient. Si les parois du conteneur sont rigides, alors la pression du gaz augmente sans changement de volume. Mais si les parois du conteneur sont flexibles (comme un ballon), l'augmentation de l'énergie des collisions entre la paroi et les molécules provoque l'expansion du conteneur.
