两个一大一小的气球
大的气球鼓鼓胀胀“气”势汹汹,
小的气球干干瘪瘪“气”若游丝。
那么把它们两个连通起来比一比,
谁的“力气”会更大呢?
快来看一看,结果可能出乎你的预料哦~
实验器材
两个气球,橡胶软管,透明胶带,所标杯
实验步骤
将两个气球吹成一大一小,差距尽量大一些。
将两个气球分别套在管子两端,用胶带缠紧。先用手掐住气球口和软管,防止漏气。
第三步:
松开手,将软管捋顺。小气球的气居然很快被大气球吸走了!
原理解说
相信大多数人直觉肯定认为大气球会把小气球“吹”大,最后两个气球同等大小达到平衡。为什么结果会这样呢?虽然和大多数人的直觉不同,但细究之后可以发现体系最终也是处于平衡态的。
我们先假设一个极端情况,将一个气球与大气接通——即将一个气球吹大不封口,气球很快被大气“吃掉”变瘪。不难想象,是气压的相对大小决定了气流流向。
向气球吹气的过程中需要克服橡皮膜的表面张力做功,气球呈向外的凸面,代表球内压强>球外大气压。
吹过气球的同学肯定能感觉到。吹气过程中,能感受到一开始吹更费劲,吹大后橡皮膜变薄,反而不需要一开始那么大的力去吹。这对应了“膨胀气球模型”的前两个阶段,如下图所示。为了安全起见防止爆炸,一般不会吹得过大,后续橡皮膜到了极限弹性形变能力大打折扣,所需的力又将进一步增大,对应了第三个阶段。
“大吃小”也是由于小球球内气压可以比大球内更大。在初始状态小球比大球气压大,之后大球变大小球变小。最终两者虽然大小不同,但气压相同达到平衡状态。(图中红色横线)
乍一看有点眼熟,想起了材料学里也有类似的图。
上图为低碳钢拉伸应力——真实应变曲线(虚线代表真实应变,D点代表开始发生塑形形变,截面面积收缩,以实际在缩小的截面面积为分母得出的应变,实线是假设面积仍为初始截面面积的应变),低碳钢碳含量小于0.25%,具有良好的塑形和韧性,初始未拉伸状态状态怎么不算一种“橡皮膜”呢(材料物理不分家)。
观察到最终小气球没有完全变瘪,还留有一小部分气体,而且即使用力挤压也会回复。这和图像相符,最终两个气球气压相等,但伸长率不等。
1.墨镜憨批的实验如下:
2.无年10不改名(gzy) 的实验如下:
3.花卷爱吃馒头 的实验如下:
4.Ι _ Ι 的实验如下:
5.网上邻居 的实验如下:
6.小姝的实验如下:
7.hai的实验如下:
8. 望尘. 的实验如下:
9.量子虹的实验如下:
10.政治家的实验如下:
投票将于3月8日 22:00截止
票数最高的两位粉丝
将获得所标杯
一个
分享赢得纪念品
对于本期实验的投稿
我们将在下期进行投票
我们将为票数最高的两位粉丝
送出 所标杯
一个
投稿方式
投稿时间截止到每周五晚九点。48小时没有和我们互动的用户,我们无法给您发送消息。为了防止联系不到获奖用户的现象发生,请投票最高获奖后及时联系我们。为了截取方便请尽量上传小于45秒的视频或者照片。
编辑:正经玩
1.2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.