熱氣球是一種利用「熱空氣比較輕」這個物理現象升空的飛行器。它看起來像一個巨大的彩色布袋，下方掛著籃子，籃子裡有乘客、燃燒器和燃料。當燃燒器把火焰噴進球囊裡，裡面的空氣被加熱，熱氣球就會慢慢離開地面，往天空上升。
要理解熱氣球為什麼會升空，可以先想像空氣其實不是「空空的」。我們雖然看不見空氣，但它有重量，也會佔空間。地球表面到處都充滿空氣，這些空氣會對物體產生向上的浮力。船能浮在水面上，是因為水把船往上推；熱氣球能浮在空氣中，則是因為周圍的空氣把它往上推。
關鍵在於球囊裡的空氣被加熱後，分子活動變得更快，彼此之間的距離拉大。也就是說，同樣大小的一團空氣，加熱後裡面含有的空氣分子變少，整體重量就比較輕。熱氣球外面是比較冷、比較密的空氣；球囊裡面是比較熱、比較稀疏的空氣。當外面空氣給熱氣球的浮力大於熱氣球本身、籃子、乘客和裡面熱空氣的總重量時，它就會升起來。
可以把熱氣球想成空氣中的「船」。船不是因為沒有重量才浮起來，而是因為它排開的水提供了足夠的浮力。熱氣球也是如此，它排開了一大團周圍的冷空氣，而這團冷空氣本來的重量，比熱氣球整體還重，於是熱氣球就被往上托起。這就是阿基米德原理在空氣中的表現。
生活中也能看到類似現象。冬天打開暖氣時，房間上方常常比較暖，腳邊比較冷，因為熱空氣會往上升。煮水時，如果你把手小心靠近鍋子上方，會感覺熱氣往上冒。浴室裡的熱蒸氣也常聚在高處，鏡子上方更容易起霧。這些都是因為熱空氣密度較低，會受到周圍較冷空氣推擠而上升。
不過，熱氣球不是一直加熱就會無限飛高。駕駛員會控制火焰大小，讓球囊裡的空氣變熱或逐漸冷卻。想升高時，就打開燃燒器加熱空氣；想下降時，就減少加熱，或打開球囊頂部的排氣口，讓部分熱空氣跑出去。球囊裡的空氣變冷或變少後，熱氣球整體受到的浮力變小，就會慢慢下降。
熱氣球本身沒有像飛機那樣的翅膀，也沒有強力引擎把它往前推。它主要靠升降來尋找不同高度的風，讓風帶著它移動。不同高度的風向和風速可能不一樣，所以有經驗的駕駛員會利用高度變化，選擇比較合適的氣流。
你可以做一個簡單觀察：在安全距離外看生日蠟燭、熱湯或熱水上方的空氣，有時會看到影像微微扭動，那是熱空氣上升、折射光線造成的。雖然我們看不見空氣分子，但可以透過這些小現象發現，空氣真的會因溫度改變而流動。
所以，熱氣球會升空，不是因為火焰把它「吹」上去，而是因為火焰加熱了球囊裡的空氣，使它變得比外面的空氣輕。周圍較重、較密的冷空氣提供浮力，把整個熱氣球托向天空。這個原理簡單卻很美：只要懂得控制溫度，人類就能讓一大顆彩色氣球載著人，安靜地漂浮在空中。
看更多：風箏為什麼能飛上天？那條線可不是只為了讓風箏不跑掉！
（完）
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範例問題：
- 如果熱氣球裡的空氣慢慢變冷，會發生什麼事？
- 為什麼熱氣球需要做得很大，才比較容易載人升空？
- 生活中還有哪些熱空氣上升的例子？
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