その背後にある科学
これは、ガスの温度、体積、および圧力の関係の古典的なデモンストレーションです。 これが故障です:
1。初期状態: ボトルには室温で空気が含まれています。風船は開口部の上に伸び、密閉されたシステムを作成します。
2。熱伝達: ボトルがお湯に入れられると、熱エネルギーが水からボトル内の空気に移されます。
3。分子運動の増加: この熱エネルギーにより、ボトル内の空気分子がより速く移動し、ボトルの壁とバルーンとより頻繁に衝突します。
4。圧力の増加: 衝突の増加により、ボトル内の圧力が増加します。
5。ボリューム拡張: バルーンは柔軟であるため、圧力の増加に対応するために拡張できます。 ボトル内の空気が膨張し、風船を外側に押します。
エネルギー転送:
* 熱伝達: 主なエネルギー移動は、温水からボトル内の空気に熱を移動することです。これは伝導と呼ばれます 熱が直接接触すると動くと。
* 運動エネルギー: 熱エネルギーは空気分子によって吸収され、運動エネルギー(運動のエネルギー)が増加します。これが、分子がより速く移動する理由です。
* 圧力: 空気分子の運動エネルギーの増加は、ボトルとバルーンの壁とより頻繁で力強い衝突につながり、圧力を高めます。
* ポテンシャルエネルギー: バルーンが膨張し、ポテンシャルエネルギーが内部の空気の圧力に伸びると蓄積します。
風船に何が起こるか:
ボトル内の空気が膨張すると、風船が目に見えて膨らみます。 インフレの程度は、水の温度、ボトルのサイズ、バルーンの弾力性に依存します。
重要な注意: ボトルがしっかりと密閉され、風船が十分に強い場合、内部の圧力はバルーンが爆発する地点まで上昇する可能性があります。これは安全性の懸念ですので、この実験には注意してください!