Ci scusiamo per la domanda primitiva, ma quando gonfiamo un palloncino di gomma e leghiamo lestremità, il suo volume aumenta fino a quando la sua pressione interna è uguale alla pressione atmosferica.
Ma dopo che si ottiene luguaglianza, perché laria esce quando facciamo scoppiare il pallone? Se cè luguaglianza di pressione, cosa causa il flusso daria?
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- La pressione interna non è uguale alla pressione esterna. Piuttosto, sono abbastanza vicini che la differenza può essere ignorata per la maggior parte degli scopi (come il calcolo della galleggiabilità del pallone).
- Sicuramente intendi un palloncino di gomma, non di plastica?
- @DavidConrad true lelasticità del pallone fa esplodere laria. Lanalogia di un sacco della spazzatura è meglio per capirlo, come menzionato da Bilkokuya nel commento della risposta più votata.
- Puoi spiegare perché credi che un pallone pressurizzato abbia la stessa pressione dentro e fuori? In particolare, supponiamo di avere un palloncino non gonfiato e di legarne lestremità: la pressione allinterno del palloncino in quel caso è uguale, inferiore o maggiore alla pressione dellaria, nella vostra concezione di come funziona il mondo?
Risposta
Per un palloncino gonfiato e legato, la pressione interna ed esterna non sono uguali. La pressione interna è maggiore di un importo $ 2 \ gamma | H | $ , dove $ \ gamma $ è il fumetto gonfiato “s tensione superficiale e $ H $ è la sua curvatura media (che è $ – 1 / R $ per una sfera ). Questa è chiamata equazione di Young-Laplace .
Dopo che il palloncino è slegato e si sgonfia, le pressioni si equalizzano e la tensione superficiale diventa trascurabile.
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- Non ho visto molti palloncini sferici …
- @SolarMike Strano – quasi tutti i palloncini I ' che abbia mai visto è stato molto vicino allo sferico.
- Sono certamente più sferici di qualsiasi mucca che io ' abbia mai visto!
- Per i palloncini non sferici, la relazione tra la curvatura media e le dimensioni è diversa, ma lidea principale rimane.
- Un modo semplice per dimostrarlo a te stesso; prendi un sacco della spazzatura e prendi un po daria al suo interno. Lascia che la parte superiore si apra: nota che laria cerca a malapena di fuoriuscire, finché non spingi i lati. Il fumetto è uguale a questo, ma ' si spinge sempre dai suoi lati.
Risposta
Ma dopo che si ottiene luguaglianza, perché laria esce quando penetriamo nel pallone? Se cè luguaglianza di pressione, cosa causa il flusso daria?
È necessario tenere presente che la tensione elastica della pelle del palloncino tira verso linterno . Questo rende la pressione nel palloncino maggiore di quella circostante. Poiché cè una differenza di pressione, laria esce quando penetri nella pelle, sconfiggendo la tensione elastica della pelle del palloncino.
Pensa a cosa succede quando fai esplodere un palloncino. Alla fine, quando il pallone si tira, diventa più difficile farlo esplodere fino a quando non scoppia. Chiaramente la pressione esterna non è cambiata. La tensione elastica del materiale del palloncino è aumentata, come accade quando si allunga un elastico appena prima che scatti.
Spero che questo aiuti.
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- In realtà, la maggior parte dei palloncini che conosco sono molto più difficili da far esplodere mentre sono piccoli, soprattutto nel punto in cui si passa dal semplice rimuovere le rughe dalla pelle allespansione effettiva, ma questo effetto è dovuto alle proprietà del materiale della gomma e non è rilevante per leffetto qualitativo.
- @BobD No, vedi lequazione nella risposta di tparker '. Il palloncino allinizio ha un raggio più piccolo, quindi una curvatura maggiore che richiede una pressione maggiore allinizio.
- Man mano che un palloncino si espande, in realtà è più facile far saltare in aria sotto certe differenze in misura. Consulta l esperimento a due fumetti per un esempio. Fino a quando non ho letto di questo esperimento su SE, non avevo mai considerato come la pressione del palloncino cambia con il raggio. physics.stackexchange.com/questions/317032/…
- @JMac Allinizio questo ' è vero. Stavo pensando a cosa succede alla fine quando il pallone diventa molto teso. Modificherò per chiarire. Grazie per il tuo contributo.
- @HagenvonEitzen Se guardi i professionisti (o persone che vendono palloncini normali o persone che fanno animali con palloncini), vedrai che iniziano allungando la gomma per riscaldarla e renderla più flessibile, il che rende più facile linflazione iniziale.Se inizi a soffiare in un palloncino ' freddo ', stai tentando di farlo " warmup " con i polmoni, e anche il palloncino sarà più rigido e più incline a scoppiare.
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finché la sua pressione interna non è uguale alla pressione atmosferica
Linferenza che il palloncino non sta crescendo (o si restringe) perché la pressione è la stessa non è corretta.
Il palloncino non sta crescendo perché la forza effettiva che spinge il palloncino fuori dallinterno è la stessa della forza effettiva che spinge il palloncino dallesterno.
La forza che spinge verso lesterno è effettivamente dovuta alla pressione dellaria allinterno del palloncino.
Ma la forza che cerca di collasso il pallone è la pressione dellaria allesterno (pressione atmosferica) più il potenziale elastico del b alloon cercando di tornare alla sua dimensione e forma originali.
Quindi, per contrastare questa forza aggiuntiva, la pressione allinterno del pallone deve essere superiore alla pressione dellaria allesterno del pallone.
Risposta
Soffiare in un palloncino è più difficile che soffiare in aria, perché è necessaria una maggiore pressione dellaria per allungare la gomma. una volta che il palloncino è legato, la gomma tesa continua a spremere laria allinterno, quindi la pressione dellaria interna rimane superiore alla pressione dellaria esterna. Sciogli il palloncino e la gomma tesa spremerà laria fino a quando non si restringe alle sue normali dimensioni non allungate. Attaccare il palloncino gonfiato con un ago creerà un difetto nella gomma tesa che si aprirà e rilascerà la pressione dellaria interna molto velocemente, pop.