ボトルのお湯の上で風船が膨らむのはなぜですか?

熱気球

ボトルの途中に非常にお湯を入れてから、バルーンを上に伸ばすと、バルーンは次の数分間でわずかに膨らみます。 空のボトルの上に風船を伸ばし、そのボトルをお湯のボウルに入れても同じことが起こります。 風船を膨らませるのは水ではなく、水の熱です。 あなたはそれを知らないかもしれませんが、あなたは実際にあなた自身の熱気球を作っています。

熱とは何ですか?

ボトル内の空気がお湯の近くに置かれると(ボトルに水を追加するか、ボウルに沈めることによって)、空気は水から熱の一部を吸収します。 熱は分子の動きの測定値です。 温度が高いほど、分子は空気中をより速く動き回ります。

ガスの加熱

固体は固体である限りほぼ同じサイズのままであり、液体は液体である限り同じことを行います。 ただし、ガスはそうではありません。 ガス中の分子は互いに結合していません。 それらが加熱されると、それらは広がり、より高い速度で全方向に飛ぶ。 風船を上に載せたボトルなどの容器に入れておくと、容器の側面をより強く叩きます。

圧力と膨張

空気中の分子は常に圧力を生み出しています。 無数の分子が毎秒すべてに衝突し、一定の力を生み出します。 バルーン内の空気が加熱される前に、内部の分子は外部の分子と同じくらいの圧力を生成します。つまり、バルーンは平衡状態に保たれ、膨張も収縮もしません。 しかし、それらが加熱されると、内部の分子はより強い力で動き始めます。 それらはより多くの圧力を生み出し、圧力が等しくなるまでバルーンを外側に拡張させます。

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