Воздух расширяется при нагревании, т.к. частицы, из которых он состоит, при повышении температуры начинают быстро двигаться. Они между собой сталкиваются и отскакивают друг от друга на дальние расстояния. За счёт этого воздух расширяется.
Воздух сжимается при охлаждении, т.к. частицы, из которых он состоит, при понижении температуры начинают медленно двигаться. Они редко сталкиваются друг с другом. За счёт этого воздух сжимается.