Летать по бесконечному небу, как птица, — это была мечта человечества с древних времён. Воздушный шар был одним из первых летательных аппаратов. 21 ноября 1783 года во второй половине дня братья Монгольфье из Франции после многочисленных экспериментов наконец совершили первый в мире полёт на воздушном шаре с людьми на борту в Муэт-де-Пари. Этот полёт продолжался 25 минут, и воздушный шар пролетел над половиной Парижа. В наши дни воздушные шары как вид спорта пользуются большой популярностью, и по всему миру проводятся масштабные фестивали воздушных шаров. Когда люди радостно наблюдают за взлётом ярких огромных воздушных шаров, возможно, кто-то задастся вопросом: почему воздушные шары поднимаются в небо?
Воздушные шары поднимаются в небо благодаря плавучести воздуха. Сила плавучести воздуха, действующая на воздушный шар, равна весу воздуха, который он вытесняет. Если средняя плотность воздушного шара (вместе с перевозимым грузом) меньше плотности воздуха, он сможет подняться в небо. Перед взлётом воздушный шар нагревают, и нагретый воздух внутри него расширяется, его плотность становится ниже, а разница в плотности увеличивается, поэтому он может перевозить больший вес. Если вместо горячего воздуха использовать гелий или водород с более низкой плотностью для наполнения воздушного шара или дирижабля, можно получить достаточную подъёмную силу и летать в небе.
Использование плавучести воздуха имеет давнюю историю. Древнегреческий учёный Архимед впервые обнаружил причину плавучести воздуха, чтобы помочь королю Сиракуз Герону II решить проблему чистоты золота в короне. Этот принцип позже получил название "принцип Архимеда", который гласит, что плавучесть объекта в жидкости или газе равна весу жидкости или газа, вытесняемого этим объектом. Принцип Архимеда широко применяется, например, для расчёта плотности объектов и максимальной грузоподъёмности кораблей. Спасательные жилеты, наполненные воздухом, помогают утопающим держаться на поверхности воды, потому что воздух намного легче воды. В Китае воздушные шары, используемые в развлекательных или религиозных целях, также основаны на использовании горячего воздуха для создания плавучести. Согласно легенде, Чжугэ Лян был окружён Сима Ием, и он изготовил бумажный фонарь с хлопковыми шарами, зажёг их, и бумажный фонарь поднялся в небо, передавая сигнал о помощи, в результате чего ему удалось спастись. История "Чао Чонг взвешивает слона" также является прекрасным примером умелого использования закона плавучести.