temperatura não é nada mais do que uma forma de quantificar a velocidade média a que as moléculas se movem. A energia do movimento molecular (energia cinética) está relacionada com a velocidade média, e assim as coisas que são mais quentes terão mais energia cinética.há duas coisas que são relevantes nesta situação. A primeira é a conservação da energia., Subir na atmosfera fará com que a molécula ganhe energia potencial proporcional à altura em que se moveu, mas esta energia tem de vir de algum lugar, que é que a molécula perde energia cinética (e, portanto, velocidade, e, portanto, torna-se mais fria).
O segundo processo que é relevante aqui é a difusão do gás. Na ausência de um recipiente, cada molécula de gás se moverá essencialmente independente dos outros e ao longo do tempo ocupará volumes cada vez maiores. É por isso que você pode sentir o calor mesmo a uma boa distância de um fogão.,
assim, agora, à luz destas duas considerações, o ar muito frio não seria capaz de torná-lo tão alto, mas ao mesmo tempo, se difundiria mais lentamente (o movimento de todas as moléculas ainda é efetivamente aleatório, mas mais lento dada a temperatura mais baixa). O ar ligeiramente mais quente se difundiria um pouco mais rapidamente, mas as moléculas também seriam capazes de chegar a uma altura maior.
assim, dado que o ar mais frio não seria capaz de torná-lo tão alto e seria mais denso, ele afundaria mais rápido.,algo que eu não mencionei aqui é que moléculas de ar frio são perfeitamente capazes de trocar energia com seus arredores e se tornar mais quente, no entanto, isso não mudaria a resposta como o ar mais quente (mas ainda mais frio do que a temperatura ambiente) também estaria ganhando energia do ambiente.