为什么热空气会往上升呢

如果你把一只瘪的没充气的篮球放在水缸里，它会沉没在水底，但如果此时你对水中的篮球充气，篮球就会浮上来。其实热气球飞起来和充气的篮球在水中浮起来的原理是一样的，因为他们都受到了外界介质给他们的浮力，并且这个浮力的大小大于他们本身的所受到的重力。

那浮力是怎么来的，为什么篮球充气之后浮力会变大？

我们知道液体中的压强随着深度增大而增大，一个处在水中的物体，它底部受到的来自液体的压强就大于物体顶部受到液体的压强，于是顶部和顶部的压力差就构成了物体所受到的浮力，并且这个浮力的大小等于物体排开液体的体积V、液体密度ρ、重力加速度g三者的乘积，这个就是著名的阿基米德定律。这条定律同样适用于处在气体中的物体。

回过头来我们再分析热气球，热气球一开始的时候是瘪的，我们用燃烧器对从热气球底部对热气球内的空气进行加热，气体受热会膨胀于是就把热气球撑了开来，这个过程就好比给水底的篮球充气，随着热气球越撑越大它所受到空气的浮力也越来越大。当热气球完全撑开来的时候，它受到的浮力达到最大值，因为根据阿基米德定律，此时物体排开气体的体积V达到了最大值，而空气密度和重力加速度为常数，所以浮力也达到了最大。

标准大气压下，空气密度约为1.29kg/m³，一只体积为5000m³热气球所受到的空气浮力F=1.29x9.8x5000≈63000牛顿，也就是6.3吨的浮力。

但这个时候热气球还不一定能够飞起来，因为热气球还不够轻，至少热气球内的空气自身也有6.3吨重，加上热气球本身以及下方吊篮的重量，加起来肯定要超过6.3吨的浮力。所以，只有当热气球的总重量减小到比浮力小的时候，热气球才能飞起来。那如何把热气球的重量继续减小呢？

当然不是把人或者物体从吊篮中扔出去，而是继续用燃烧器给热气球内的空气加热，因为空气受热会膨胀，密度会变小！膨胀后多余的空气会从热气球底部喷火的地方跑出去，换句话说就是把热气球内的空气“扔出去”，给热气球自身减重！。1立方分米的冷空气重约1克，如果把冷空气加热到40℃左右的话，他的重量会减小0.25克，而一只体积为5000m³热气球，如果把内部的空气都加热到40℃的话，它自身重量就会减小1.25吨！，所以继续加热空气，等热气球自身重量慢慢减小到小于热气球所受到空气浮力的时候，热气球就飞起来了。