원시적 인 질문에 대해 죄송합니다. 고무 풍선을 부풀리고 끝을 묶으면 내부 압력이 대기압과 같아 질 때까지 부피가 증가합니다.
그러나 그 평등을 얻은 후에 우리가 풍선을 터뜨릴 때 공기가 나가는 이유는 무엇입니까? 압력이 같으면 공기 흐름의 원인은 무엇입니까?
설명
- 내부 압력이 외부 압력과 같지 않습니다. 오히려 대부분의 목적 (예 : 풍선의 부력 계산)에서 차이를 무시할 수있을만큼 가깝습니다.
- 물론 플라스틱 풍선이 아니라 고무 풍선을 의미합니까?
- @DavidConrad 사실 풍선의 탄성이 공기를 날려 버립니다. 가장 많이 득표 한 답변의 댓글에서 Bilkokuya가 언급했듯이 빈 백의 비유는이를 이해하는 데 가장 좋습니다.
- 가압 풍선이 안팎으로 동일한 압력을 가지고 있다고 믿는 이유를 설명해 주시겠습니까? 특히, 팽창되지 않은 풍선이 있고 끝을 묶었다고 가정합니다.이 경우 풍선 내부의 압력은 세계가 어떻게 작동하는지에 대한 개념에서 기압보다 작거나 큰가요?
답변
팽창되고 묶인 풍선의 경우 내부 압력과 외부 압력이 같지 않습니다. 내부 압력이 더 높습니다. 양만큼 $ 2 \ gamma | H | $ , 여기서 $ \ gamma $ 는 팽창 된 풍선입니다. ” 표면 장력과 $ H $ 는 평균 곡률입니다 (구의 경우 $-1 / R $ ) ). 이를 Young-Laplace 방정식 이라고합니다.
풍선이 풀리고 수축되면 압력이 균등 해지고 표면 장력이 무시할 수있게됩니다.
댓글
- 구형 풍선이 많지 않습니다 …
- @SolarMike Weird-거의 모든 풍선 I ' 지금까지 본 적이 거의 구형에 가깝습니다.
- 그들은 제가 지금까지 본 어떤 소보다 확실히 더 구형입니다. ' 본!
- 구형이 아닌 풍선의 경우 평균 곡률과 치수 간의 관계는 다르지만 주요 아이디어는 그대로 유지됩니다.
- 이 사실을 쉽게 증명할 수있는 방법입니다. 빈 가방을 가져다가 그 안에 많은 공기를 잡아라. 상단을 열어 두십시오. 측면을 밀 때까지 공기가 간신히 빠져 나 가려고합니다. 풍선은 이것과 동일하지만 ' 항상 자체 측면에서 밀고 있습니다.
답변
하지만 그 평등을 얻은 후에 왜 우리가 풍선을 뚫을 때 공기가 나가나요? 압력이 같으면 공기 흐름이 발생합니까?
풍선 피부의 탄성 장력이 안쪽으로 당겨지는 것을 고려해야합니다. . 이것은 풍선의 압력을 주변보다 더 크게 만듭니다. 압력 차가 있기 때문에 풍선 피부의 탄력을 무너 뜨리고 피부를 뚫고 들어가면 공기가 분출됩니다.
풍선을 부 풀릴 때 어떤 일이 벌어지는 지 생각해보세요. 마지막에 풍선이 팽팽 해지면 터질 때까지 부 풀리는 것이 더 어려워집니다. 분명히 외부 압력은 변하지 않았습니다. 고무줄이 끊어지기 직전에 늘릴 때와 같이 풍선 재질의 탄성 장력이 증가했습니다.
도움이되기를 바랍니다.
댓글
- 사실, 제가 아는 대부분의 풍선은 크기가 작을 때 터지기가 훨씬 더 어렵습니다. 특히 피부의 주름을 푸는 것에서 실제로 확장하는 시점에서 말이죠.하지만이 효과는 재료 특성 때문입니다. 질적 효과와 관련이 없습니다.
- @BobD 아니요, tparker '의 답변에서 방정식을 참조하십시오. 시작 부분의 풍선은 더 작은 반경을 가지므로 곡률이 커져 처음에는 더 높은 압력이 필요합니다.
- 풍선이 확장됨에 따라 실제로 특정 차이로 인해 폭발하는 것이 더 쉽습니다 크기. 예를 보려면 2 풍선 실험 을 참조하세요. SE에 대한이 실험에 대해 읽기 전까지는 풍선 압력이 반경에 따라 어떻게 변하는 지 생각해 본 적이 없었습니다. physics.stackexchange.com/questions/317032/ …
- @JMac 처음 ' 사실입니다. 풍선이 아주 팽팽 해지면 마지막에 무슨 일이 일어날 지 생각하고있었습니다. 명확히하기 위해 편집하겠습니다. 의견을 보내 주셔서 감사합니다.
- @HagenvonEitzen 전문가 (일반 풍선을 파는 사람 또는 풍선 동물을 만드는 사람)를 보면 고무를 늘려서 따뜻하게하고 더 많이 만드는 것을 볼 수 있습니다. 이는 초기 인플레이션을 더 쉽게 만듭니다.방금 ' 차가운 ' 풍선에 불기 시작하면 초기 " 예열 " 대신 폐를 사용하면 풍선이 더 뻣뻣 해지고 터지기도 더 쉽습니다.
답변
내부 압력이 대기압과 같을 때까지
압력이 같기 때문에 풍선이 성장 (또는 수축)하지 않는다는 추론은 정확하지 않습니다.
풍선을 안쪽에서 밀어내는 유효 힘 때문에 풍선이 성장하지 않습니다. 외부에서 풍선을 밀어 넣는 실 효력과 같습니다.
외부로 밀어내는 힘은 실제로 풍선 내부의 공기 압력 때문입니다.
하지만 풍선 붕괴는 외부 공기의 압력 (대기압)에 b의 탄성 잠재력을 더한 것입니다. alloon은 원래 크기와 모양으로 돌아 가려고합니다.
따라서이 추가 힘에 대응하려면 풍선 내부의 압력이 풍선 외부의 공기 압력보다 높아야합니다.
답변
풍선을 부는 것은 고무를 늘리는 데 더 높은 기압이 필요하기 때문에 단순히 공기를 부는 것보다 어렵습니다. 풍선이 묶인 후에는 늘어난 고무가 내부의 공기를 계속 압착하므로 내부 공기압은 외부 공기압보다 높게 유지됩니다. 풍선을 풀면 늘어나지 않은 고무가 정상적인 크기로 줄어들 때까지 공기를 짜냅니다. 부풀린 풍선을 바늘로 붙이면 늘어난 고무에 흠집이 생겨서 열리고 내부 공기압이 매우 빠르게 방출됩니다.