Perdón por la pregunta primitiva, pero cuando inflamos un globo de goma y atamos el extremo, su volumen aumenta hasta que su presión interna es igual a la presión atmosférica.
Pero una vez obtenida esa igualdad, ¿por qué se apaga el aire cuando hacemos estallar el globo? Si hay igualdad de presión, ¿qué causa el flujo de aire?
Comentarios
- La presión interna no es igual a la presión externa. Más bien, están lo suficientemente cerca como para que la diferencia se pueda ignorar para la mayoría de los propósitos (como calcular la flotabilidad del globo).
- ¿Seguramente te refieres a un globo de goma, no a uno de plástico?
- @DavidConrad true la elasticidad del globo hace que el aire salga. La analogía de una bolsa de basura es mejor para entender esto, como lo menciona Bilkokuya en el comentario de la respuesta más votada.
- ¿Puede explicar por qué cree que un globo presurizado tiene la misma presión por dentro y por fuera? En particular, suponga que tiene un globo desinflado y amarra el extremo: ¿la presión dentro del globo en ese caso es igual, menor o mayor que la presión del aire, en su concepción de cómo funciona el mundo?
Respuesta
Para un globo inflado y atado, las presiones interna y externa no son iguales. La presión interna es mayor por una cantidad $ 2 \ gamma | H | $ , donde $ \ gamma $ es el globo inflado «s tensión superficial y $ H $ es su curvatura media (que es $ – 1 / R $ para una esfera ). Esto se denomina ecuación de Young-Laplace .
Una vez que el globo se desata y se desinfla, las presiones se igualan y la tensión superficial se vuelve insignificante.
Comentarios
- No he visto muchos globos que son esféricos …
- @SolarMike Extraño – casi todos los globos I ' que he visto nunca ha sido bastante esférico.
- Ciertamente son más esféricos que cualquier vaca que ' haya visto!
- Para globos no esféricos, la relación entre la curvatura media y las dimensiones es diferente, pero la idea principal permanece.
- Una manera fácil de demostrarlo a sí mismo; consigue una bolsa de basura y recoge un montón de aire en ella. Deje que se abra la parte superior; observe que el aire apenas intenta escapar, hasta que empuja los lados. El globo es el mismo que este, pero ' siempre empuja desde sus propios lados.
Respuesta
Pero luego de que se obtiene la igualdad, ¿por qué sale el aire cuando penetramos el globo? Si hay igualdad de presión, ¿qué provoca el flujo de aire?
Debe tener en cuenta que la tensión elástica de la piel del globo tira hacia adentro . Esto hace que la presión en el globo sea mayor que en su entorno. Dado que hay una diferencia de presión, el aire sale al penetrar la piel derrotando la tensión elástica de la piel del globo.
Piensa en lo que sucede cuando inflas un globo. Al final, cuando el globo se tensa, se hace más difícil inflarlo hasta que estalle. Claramente, la presión exterior no ha cambiado. La tensión elástica del material del globo ha aumentado, como ocurre cuando estiras una banda elástica justo antes de que se rompa.
Espero que esto ayude.
Comentarios
- En realidad, la mayoría de los globos que conozco son mucho más difíciles de inflar cuando son pequeños, especialmente en el momento en que pasamos de desenredar la piel a expandirla, pero este efecto se debe a las propiedades del material. del caucho y no es relevante para el efecto cualitativo.
- @BobD No, consulte la ecuación en la respuesta de tparker '. El globo al principio tiene un radio más pequeño, por lo tanto, una curvatura mayor que requiere una mayor presión al principio.
- A medida que un globo se expande, en realidad es más fácil explotar bajo ciertas diferencias en tamaño. Consulte el experimento de dos globos para ver un ejemplo. Hasta que leí sobre este experimento en SE, nunca había considerado cómo cambia la presión del globo con el radio. physics.stackexchange.com/questions/317032/…
- @JMac Al principio eso ' es cierto. Estaba pensando en lo que sucede al final cuando el globo se tensa mucho. Editaré para aclarar. Gracias por tu aporte.
- @HagenvonEitzen Si observas a los profesionales (ya sea personas que venden globos normales o personas que hacen animales con globos), verás que comienzan estirando la goma para calentarla y hacerla más flexible, lo que facilita la inflación inicial.Si empiezas a soplar en un globo ' frío ', estás intentando hacer ese " calentamiento " con los pulmones en su lugar, y el globo también será más rígido y más propenso a estallar.
Responda
hasta que su presión interna sea igual a la presión atmosférica
La inferencia de que el globo no está creciendo (o encogiéndose) porque la presión es la misma no es correcta.
El globo no está creciendo porque la fuerza efectiva que empuja el globo desde adentro es la misma que la fuerza efectiva que empuja el globo hacia adentro desde el exterior.
La fuerza que empuja hacia afuera se debe a la presión del aire dentro del globo.
Pero la fuerza que intenta colapso del globo es la presión del aire en el exterior (presión atmosférica) más el potencial elástico de la b alloon tratando de volver a su tamaño y forma originales.
Entonces, para contrarrestar esta fuerza adicional, la presión dentro del globo debe ser mayor que la presión del aire fuera del globo.
Respuesta
Soplar en un globo es más difícil que simplemente soplar en el aire, porque se necesita una mayor presión de aire para estirar la goma. Una vez que el globo está atado, la goma estirada continúa comprimiendo el aire del interior, por lo que la presión del aire interior permanece más alta que la presión del aire exterior. Desate el globo y la goma estirada exprimirá el aire hasta que se reduzca a su tamaño normal sin estirar. Pegar el globo inflado con una aguja creará un defecto en la goma estirada que hará que se abra y libere la presión del aire interior muy rápido, pop.