A mellékelt videoklip bemutatja azt a kísérletet, amelyet egy tanárcsoport végzett egy tanárképző tanfolyamon, amelyet 2010-ben tartottak a Benidorm Képzési Központban. A kísérleti elrendezésben egy lufit használnak, amelyet kétszeresen beosztott sapkában helyeznek el. Az egyik furaton keresztül nyomásérzékelőt csatlakoztatnak, a másikba pedig rugalmas műanyag csövet helyeznek be. A cső fújásra kész szájrészben végződik. Egy elzáró lehetővé teszi vagy megakadályozza a léggömbbe zárt levegő keringését mindkét helyen.

külső nyomás

A bal oldalon látható a ballonon belüli nyomás alakulásának kísérleti grafikonja, amelyet az egyik vizsgálat során kaptunk. Három terület jól látható:

a) Kezdeti feltöltés: Annak az időtartamnak felel meg, amely alatt a léggömb megtelik levegővel, de még nem húzódott ki.

b) Felfújt: Megfelel annak az időtartamnak, amely között a léggömb figyelemre méltó erőfeszítés után nyújtózkodni kezd, és a pillanatig, amikor abbahagyja a fújást.

Tekintettel a léggömb 2. típus, vastagabb és erősebb volt, és nagyobb méretű. A kísérlet (színtábla sötétkék ) azt mutatta, hogy értékelhető kezdeti ellenállást kínál, de miután legyőzte, elkezd felfújódni, és a nyomás azonnal növekszik (a felületi feszültség összege miatt) ahelyett, hogy csökkenne. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy ez a léggömb nem "egyszerre" fújódott fel (nem alkotott gömböt), mert a gumi felső része, amely a ballon szájától a legtávolabb esett, kevésbé volt kitermelhető és fokozatosan nyújtózkodik (egyre nagyobb feszültséget fejt ki és a nyomás növekszik).

Miután megtudtuk, hogy a felületi feszültség (egyenlő a felfújt léggömb esetében a belső nyomás és a külső nyomás különbségével) fordítottan arányos a sugárral, egy újabb kísérletet veszünk figyelembe, amely abból áll, hogy levegőt szívunk ki egy ballonból és kapunk az említett levegőt elszívjuk, a belső és a külső nyomás közötti különbség.

A bal oldalon látható az a kísérleti grafikon, amely mindkét nyomás alakulását ábrázolja az egyik tesztben. Minden negatív lépés azt a nyomáscsökkenést jelzi, amely bizonyos mennyiségű levegő kivonásával jön létre a ballonból. Az első dolog, amit kommentálni kell, hogy a belső nyomás értékének minden csökkenésével együtt jár a külső nyomás újabb csökkenése. Ennek az az oka, hogy a léggömbből levegőt kivonva nemcsak a léggömbbe zárt légrészecskék száma csökken (és ezáltal csökken a belső nyomás), hanem a léggömb térfogata is csökken, és a rendelkezésre álló térfogat a a külső levegő (a léggömb és a lombik közé van zárva), ezért a külső nyomás is csökken, oly módon, hogy a levegő egy részének minden egyes elszívása után új egyensúly alakul ki az egyik oldalon lévő belső nyomás között és a feszültség felülete plusz külső nyomás a másikon.

A második figyelemre méltó eredmény a nyomások közötti különbség növekedése, amikor levegőt szívunk ki a ballonból. Eleinte a nyomáskülönbség (ne feledje, hogy a léggömb felfújásakor a nyomás nagyobb, mint a külső, hogy a felületi feszültséget is ellensúlyozza) nagyon kicsi, és a skála miatt még a az a tengelyhez elfogadott grafikon. Ez azért van így, mert a léggömb nagyon alul van felfújva. De amint a léggömbből kivonják a levegőt, ez a különbség növekszik, ami megerősíti Young és Laplace törvényét, mivel amint a léggömbből kivonják a levegőt, a ballon térfogata csökken, és ezért a felületi feszültség nő.

Ebben a tapasztalatban nagyon erős a kísértés azt hinni, hogy a jobban felfújt léggömb legalább felfújt levegőt fog küldeni, mivel gyakran azt gondolják, hogy mindkét léggömbben a levegőmolekulák száma egyensúlyban van. Amint azonban a mellékelt videóból kiderül, éppen az ellenkezője történik. Ennek megértéséhez figyelembe kell venni, hogy amit mindkét léggömb érintkezésbe kell hoznia, az a belső nyomásuk. Amint azt a korábbi kísérletek bemutatták, a léggömbbe zárt levegő által kifejtett belső nyomás ellensúlyozza a kifeszített léggömb külső légköri nyomását és felületi feszültségét. Ezért ez a belső nyomás annál nagyobb, minél kisebb a léggömb térfogata (sugara). Következésképpen a legkevésbé felfújt léggömb küld levegőt a leginkább felfújt léggömbhöz a nyomásegyensúly elérése érdekében.