Подскажите, пожалуйста, что легче пар или воздух?

Коротко: водяной пар легче сухого воздуха.

Почему так:

• Плотность газа при одинаковых давлении и температуре пропорциональна его молярной массе: ρ = p·M/(R·T).

• У водяного пара M ≈ 18 г/моль, у сухого воздуха в среднем M ≈ 29 г/моль. Значит, при равных p и T пар будет менее плотным и, следовательно, «легче».

Немного цифр для ощущения масштаба:

• При 100 °C и 1 атм плотность водяного пара ≈ 0,59 кг/м³.

• Воздуха при тех же условиях ≈ 0,95 кг/м³.

• Для сравнения, воздух при 20 °C и 1 атм ≈ 1,20 кг/м³.

Отсюда следуют практические выводы:

• Тёплый влажный воздух легче тёплого сухого: замена части молекул воздуха (средняя масса 29) на более лёгкие молекулы воды (18) уменьшает плотность. Поэтому «влажный воздух тяжелее сухого» — распространённый миф.

• Видимый «пар» из чайника — это не газ, а облачко микрокапелек (туман). Оно появляется, когда невидимый водяной пар охлаждается и конденсируется. Сам по себе водяной пар невидим и легче воздуха; поднимается в основном за счёт меньшей плотности тёплой газовой смеси.