Ne pare rău pentru întrebarea primitivă, dar când umflăm un balon de cauciuc și legăm capătul, volumul său crește până când presiunea sa interioară este egală cu presiunea atmosferică.
Dar după ce se obține această egalitate, de ce se stinge aerul când scoatem balonul? Dacă există egalitate de presiune, ce cauzează fluxul de aer?
Comentarii
- Presiunea interioară nu este egală cu presiunea exterioară. Mai degrabă, sunt suficient de apropiate încât diferența poate fi ignorată în majoritatea scopurilor (cum ar fi calcularea flotabilității balonului).
- Cu siguranță vrei să spui un balon de cauciuc, nu unul din plastic?
- @DavidConrad adevărat, elasticitatea balonului face să sufle aerul. Analogia unui sac de coș este cel mai bine pentru a înțelege acest lucru, așa cum a menționat Bilkokuya în comentariul celui mai votat răspuns.
- Puteți explica de ce credeți că un balon sub presiune are aceeași presiune în interior și în exterior? În special, să presupunem că aveți un balon neumflat și legați capătul: este presiunea din interiorul balonului în acest caz egală cu, mai mică sau mai mare decât presiunea aerului, în concepția dvs. despre cum funcționează lumea?
Răspuns
Pentru un balon umflat și legat, presiunile interioare și exterioare nu sunt egale. Presiunea interioară este mai mare cu o sumă $ 2 \ gamma | H | $ , unde $ \ gamma $ este balonul umflat tensiunea superficială și $ H $ este curbura sa medie (care este $ – 1 / R $ pentru o sferă ). Aceasta se numește ecuația Young-Laplace .
După ce balonul este dezlegat și dezumflat, presiunile se egalizează și tensiunea superficială devine neglijabilă.
Comentarii
- Nu am văzut multe baloane sferice …
- @SolarMike Weird – aproape fiecare balon I ' văzut vreodată a fost destul de aproape de sferic.
- Sunt cu siguranță mai sferice decât orice vacă pe care am ' o vreodată văzut!
- Pentru baloanele non-sferice, relația dintre curbura medie și dimensiuni este diferită, dar ideea principală rămâne.
- Mod ușor de a vă demonstra acest lucru; ia o pungă de gunoi și prinde o grămadă de aer în ea. Lăsați vârful să se deschidă – observați că aerul abia încearcă să scape, până când împingeți părțile laterale. Balonul este același cu acesta, dar ' se împinge întotdeauna din propriile sale laturi.
Răspuns
Dar după ce se obține egalitatea de ce iese aerul când pătrundem în balon? Dacă există o egalitate de presiune, ce cauzează fluxul de aer?
Trebuie să luați în considerare faptul că tensiunea elastică a pielii balonului trage spre interior . Acest lucru face ca presiunea din balon să fie mai mare decât cea din jur. Deoarece există o diferență de presiune, aerul suflă când pătrundeți în piele, învingând tensiunea elastică a pielii balonului.
Gândiți-vă la ce se întâmplă când aruncați în aer un balon. La sfârșit, când balonul se încordează, devine mai greu să-l explodeze până când sparge. În mod clar presiunea exterioară nu s-a schimbat. Tensiunea elastică a materialului balonului a crescut, la fel ca ceea ce se întâmplă atunci când întindeți o bandă de cauciuc chiar înainte să se prindă.
Sper că acest lucru vă va ajuta.
Comentarii
= „comentarii”>
Răspundeți
până când presiunea sa interioară este egală cu presiunea atmosferică
Inferența că balonul nu crește (sau se micșorează) deoarece presiunea este aceeași nu este corectă.
Balonul nu crește deoarece forța efectivă care împinge balonul afară din interior este aceeași cu forța efectivă care împinge balonul în afară.
Forța care împinge spre exterior se datorează într-adevăr presiunii aerului din interiorul balonului.
Dar forța care încearcă să prăbușirea balonului este presiunea aerului din exterior (presiunea atmosferică) plus potențialul elastic al b alloon încercând să revină la dimensiunea și forma inițială.
Deci, pentru a contracara această forță suplimentară, presiunea din interiorul balonului trebuie să fie mai mare decât presiunea aerului din afara balonului.
Răspuns
Suflarea într-un balon este mai dificilă decât suflarea în aer, deoarece este nevoie de o presiune mai mare a aerului pentru a întinde cauciucul. odată ce balonul este legat, cauciucul întins continuă să strângă aerul din interior, astfel presiunea aerului interior rămâne mai mare decât presiunea aerului exterior. Desfaceți balonul și cauciucul întins va stoarce aerul până se micșorează la dimensiunea normală ne-întinsă. Dacă lipiți balonul umflat cu un ac, veți crea un defect în cauciucul întins, ceea ce îl face să se deschidă și să elibereze presiunea aerului interior foarte repede, pop.