Задание № Нагревание воздуха в закрытой бутылке
Возьмите пустую пластиковую бутылку с завинчивающейся крышкой ёмкостью 0,5 л. Подержите её час в морозильной камере. Достаньте бутылку и сфотографируйте её. Дайте объяснение наблюдаемому эффекту.
Решение
Порядок опыта: взять пустую на вид бутылку объёмом , л, проверить, что крышка плотно завинчена, подержать её час в морозильной камере, затем достать и сразу сфотографировать форму стенок. Бутылка на самом деле заполнена воздухом. При охлаждении молекулы воздуха внутри движутся медленнее и слабее ударяются о стенки. Согласно выводу § , давление газа в закрытом сосуде при понижении температуры уменьшается. Воздух снаружи продолжает давить на бутылку, поэтому её гибкие стенки могут прогнуться внутрь.
Пример измерений: после часа при температуре около на стенках бутылки появились заметные вмятины, а после согревания в комнате они почти исчезли. Конкретная форма зависит от жёсткости бутылки и того, насколько плотно закрыта крышка. При согревании воздух внутри движется быстрее и его давление увеличивается, поэтому стенки расправляются. Следовательно, изменение формы показывает зависимость давления воздуха от температуры.
Ответ
Охлаждённая закрытая бутылка может смяться внутрь: давление воздуха внутри уменьшается, а наружный воздух вдавливает гибкие стенки. При согревании форма восстанавливается.
