Khi một quả bóng bay căng phồng được đặt vào nước lạnh, nó sẽ co lại. Điều này xảy ra do không khí bên trong quả bóng bay chiếm một thể tích nhỏ hơn khi nhiệt độ giảm, do đó làm cho các thành của quả bóng bị sụp đổ.
Không khí là một chất khí và có các phân tử tự do chuyển động xung quanh bên trong một bình kín với một lượng năng lượng nhất định. Nhiệt độ của không khí quy định động năng của các phân tử. Ở nhiệt độ cao hơn, các phân tử có động năng cao và do đó chuyển động với vận tốc lớn hơn.
Khi một quả bóng bay được thổi phồng ở nhiệt độ phòng, các phân tử không khí bị ép vào quả bóng bay bắt đầu va chạm với thành của quả bóng bay, do đó làm cho các bức tường nở ra và quả bóng bay phồng lên. Miễn là các phân tử có động năng cao khi chúng va chạm vào thành của quả bóng bay, áp suất bên trong quả bóng bay vẫn ở mức cao và quả bóng bay vẫn căng phồng.
Khi đặt quả bóng bay căng phồng vào nước lạnh, nước lạnh làm giảm nhiệt độ chung của không khí bên trong quả bóng bay. Sự giảm nhiệt độ làm cho các phân tử không khí chuyển động chậm hơn, tiêu tốn ít năng lượng hơn. Vì các phân tử có năng lượng thấp hơn, nên sự va chạm của chúng với thành của quả bóng không đủ để giữ cho quả bóng căng phồng.
