Почему воздух всплывает в воде? Разве он не должен остаться внутри, т.к. он легкий и под тяжелым весом воды...

Вода стремится занять место воздуха в пузырьке, и делает это сильнее снизу, так как на неё там давит вода, которая у верхней части пузырька. Всё просто. А к стенкам пузырьки липнут под действием другой силы - поверхностного натяжения, которое связано со смещением электронных облаков у атомов водорода в молекуле воды в сторону атома кислорода.