Чому повітряні кулі вискакують, коли їх залишають у гарячій машині?

Добре забрати гелієві кулі з магазину і відвезти їх додому на своїй машині, але залишати їх надовго в гарячій машині точно не найкраще. Це пов’язано з тим, що молекули гелію стають більшими, коли вони нагріваються, тому, якщо ваші повітряні кулі будуть нагріватися, вони врешті-решт сплеснуть. Якщо вам потрібно залишити повітряні кулі в машині в спекотний день, найкраще покласти їх у багажник подалі від прямих сонячних променів.

Кінетична теорія матерії

У всій речовині є атоми та молекули, які ніколи не припиняють рух. Коли ви додаєте до речовини тепло, молекули та атоми рухаються ще швидше. Але коли атоми рухаються швидше, простір між ними стає більшим, завдяки чому об’єкт розширюється і займає більше місця. (Однак маса об'єкта не змінюється.) Коли тепло залишає речовину, трапляється навпаки: молекули рухаються повільніше, а атоми наближаються один до одного, змушуючи об’єкт стискатися і займати менше простору. (Знову ж, маса не змінюється.) Тверді речовини, рідини та гази розширюються при додаванні тепла, але різними способами.

Гелій і тепло

Як і всі речовини, молекули гелію розширюються при їх нагріванні. Вони вже менш щільні, ніж повітря (саме тому гелієві кулі плавають у повітрі), і тепло робить їх ще щільнішими. Гелій - це газ, і, як і всі гази, його молекули рухаються у всіх напрямках. Коли молекули газу розлітаються в різні боки, вони стикаються з іншими предметами і створюють тиск. У гелієвій кулі матеріал повітряної кулі несе основний тягар цього тиску. Саме з цієї причини аеростати художників злегка недонадувають гелієві кулі під час спекотної погоди. Якщо ви перемістите гелієві кулі в більш прохолодне середовище, ви помітите, що вони трохи стискаються, тому що трапляється навпаки: молекули стискаються і займають менше місця всередині матеріалу повітряні кулі.

Фольга проти Латексні кулі

Балони з фольги та балони з латексу мають різні властивості, але гелій розширюється всередині балона незалежно від його матеріалу. Фольговані повітряні кулі мають фіксований об’єм, тобто матеріал має дуже незначну або зовсім не розтягується. Латекс (каучук) має більшу розтяжність, ніж фольга, але латексний балон все одно з часом вискочить, коли розширюються молекули гелію розтягують його до межі, оскільки вони перевищують максимальний тиск латексу дозволяє. Крім того, темні кольорові кулі швидше поглинають тепло, а отже, швидше спливають, ніж світлі повітряні кулі.

  • Поділитися
instagram viewer