Почему при нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается?

Воздух состоит из частиц, называющихся молекулами, между которыми имеются промежутки. Частицы никогда не находятся в покое, они все время движутся и сталкиваются/отталкиваются. Когда воздух нагревается, молекулы убыстряют движение и сталкиваются сильнее, соответственно, они отталкиваются друг от друга сильнее и на большее расстояние. Промежутки между ними увеличиваются и воздух расширяется. При охлаждении воздуха молекулы замедляют движение и сталкиваются слабее, соответственно, они движутся с меньшей скоростью, промежутки между ними сокращаются и воздух сжимается. Доказать и проверить это можно простым способом и в домашних условиях. Нужно взять обычную пластиковую бутылку с воздушным шариком на конце. Если бутылку погрузить в горячую воду, воздух расширяется и шарик начнет надуваться. Потом нужно поместить бутылку в холодную воду, воздух сожмется и шарик сдуется.