Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. § 36. Давление газа — с. 123
Задание 26. Пункт 2. Выдвиньте гипотезу, что произойдёт с воздушным шариком, вынесенным из комнаты на улицу зимой. Проведите эксперимент. Объясните наблюдаемое явление.
Гипотеза. Воздух в шарике при выносе на мороз охладится. Молекулы воздуха станут двигаться медленнее, будут реже и слабее ударять о стенки шарика, поэтому давление газа внутри уменьшится, и шарик станет меньше (сожмётся, станет мягким и морщинистым). После возвращения в тёплую комнату он снова расширится.
Ход опыта. 1. Надуть воздушный шарик в комнате (температура около 20 °C) и измерить сантиметровой лентой длину окружности шарика в самом широком месте, например 60 см. 2) Завязать шарик и вынести на улицу, где температура около −10 °C. 3. Через 10–15 минут снова измерить окружность. Типичный результат: около 56–57 см, шарик заметно сморщился и обмяк. 4. Внести шарик обратно в комнату и подождать 10–15 минут: окружность возвращается к прежним 60 см.
Объяснение. Масса газа в шарике не изменилась, число молекул то же. При охлаждении средняя скорость молекул уменьшается, удары о стенки становятся реже и слабее, давление газа падает. Наружное давление воздуха и упругая оболочка шарика сжимают газ, пока давление внутри не сравняется с внешним при меньшем объёме. При нагревании происходит обратное.
Вывод: при понижении температуры газа его давление при неизменном объёме уменьшается, а при постоянном давлении уменьшается объём.
Оговорка: числовые значения приведены как пример и зависят от шарика и температуры.
Ход опыта. 1. Надуть воздушный шарик в комнате (температура около 20 °C) и измерить сантиметровой лентой длину окружности шарика в самом широком месте, например 60 см. 2) Завязать шарик и вынести на улицу, где температура около −10 °C. 3. Через 10–15 минут снова измерить окружность. Типичный результат: около 56–57 см, шарик заметно сморщился и обмяк. 4. Внести шарик обратно в комнату и подождать 10–15 минут: окружность возвращается к прежним 60 см.
Объяснение. Масса газа в шарике не изменилась, число молекул то же. При охлаждении средняя скорость молекул уменьшается, удары о стенки становятся реже и слабее, давление газа падает. Наружное давление воздуха и упругая оболочка шарика сжимают газ, пока давление внутри не сравняется с внешним при меньшем объёме. При нагревании происходит обратное.
Вывод: при понижении температуры газа его давление при неизменном объёме уменьшается, а при постоянном давлении уменьшается объём.
Оговорка: числовые значения приведены как пример и зависят от шарика и температуры.