Когда воздух внутри бутылки нагревается, он начинает расширяться. Так как с повышением температуры увеличивается кинетическая энергия молекул воздуха, они начинают двигаться быстрее и отдаляются друг от друга. Расстояние между молекулами увеличивается и это заставляет воздушный шарик растягиваться. При этом количество воздуха внутри шарика и бутылки остается тем же, что и было, он просто расширяется при нагревании и занимает больший объем.
Следовательно, теплый воздух занимает большее пространство, чем то же количество холодного воздуха. Теплый воздух весит меньше, чем холодный, занимающий то же пространство, т. к. в нем меньше молекул. Этот принцип можно наблюдать в действии, если полететь на воздушном шаре.