Чому здувається повітряна кулька

Чому здувається повітряна кулька

У світі немає нічого незмінного. Якщо укласти під тиск деякий обсяг газу в герметичну оболонку, то і там будуть протікати певні процеси. Будуть змінюватися тиск газу і його обсяг.

Як утримати газ?

Найпростіший на перший погляд досвід - це надути повітряну кульку звичайним повітрям. Варто взяти до уваги ту обставину, що кулька виготовлена з тонкої гуми, але щоб надати їй належний обсяг, повітря в ній має перебувати під тиском, що перевершує зусилля розтягнення гуми.

Зрозуміло, що чим товще і міцніше буде шар гуми, тим більший тиск буде потрібен. Камера автомобільного колеса приймає звичну форму і необхідну пружність тільки при надмірному тиску не менше одного Бар або технічної атмосфери.

Зрозуміло, надлишковий тиск у повітряній кульці значно нижчий. Але в будь-якому випадку воно є. Таким чином, створюється передумова для витоку повітря через найменші нещільності. Найвразливіше місце в цій системі - це канал, через який кулька надувається. Гума там товще, таким чином, при зав 'язуванні кульки утворюються мікро канали, що перевищують розмір молекули газу, що міститься в кулі. Враховуючи підвищений тиск всередині, цілком зрозумілий механізм витоку повітря з кульки. Безперервно здавлюваний обсяг повітря прагне вийти назовні крізь мікроскопічні отвори. Існують й інші причини того, що кулька здувається. Тонка гума досить часто має мікроскопічні пори, крізь які повітря також залишає оболонку. Зрозуміло, що до прискореного виходу повітря може призвести значне підвищення тиску. Для цього цілком достатньо залишити кулю на сонці. Сонячні промені дуже швидко піднімуть температуру, що міститься в кульці повітря, і тим самим підвищать тиск в нім. Природно, повітря стане залишати оболонку значно швидше.

Кулька з гелієм

Практично та ж ситуація складається, якщо кулю наповнити гелієм. Гелій значно легше повітря - і за рахунок цієї різниці забезпечується підйомна сила. Тобто, якщо кулька, наповнена гелієм, відпустити - вона досить швидко відлетить вгору. Але найдивніше, що рано чи пізно кулька повернеться! І виною тому буде втрата підйомної сили. Причин для її зменшення кілька, а найочевидніша - це опади. Краплі водяного пари, що осідають на поверхню кульки, наповненої гелієм, в якийсь момент перевищать показники підйомної сили - і куля кинеться до землі. Але це ще не все, обсохнувши, кулька знову почне підніматися. Сонячні промені, що зігрівають його поверхню, випаровують вологу, але одночасно і підвищать тиск газу і, тим самим, прискорять його витік за тією ж схемою, що і з повітрям. Навіть швидше, оскільки розмір молекули гелію значно менше часу гумової оболонки.