Почему при нагревании воздух расширяется , а при охлаждении сжимается ?

Он не расширяется, просто при нагревании скорость молекул воздуха возрастает. Из-за этого они с большей силой ударяют по стенкам сосуда, а так же траектория их полета растет. Из-за этого кажется, что он расширяется.