Приложеният видеоклип показва експеримента, проведен от екип от учители в курс за обучение на учители, проведен през 2010 г. в Центъра за обучение в Бенидорм. Експерименталната настройка използва балон, поставен в двойно градуирана капачка. Сензор за налягане е свързан през един от отворите, а в другия е поставена гъвкава пластмасова тръба. Тръбата завършва с мундщук, готов за издухване. Спирателен кран позволява или предотвратява циркулацията на въздуха, затворен в балона, и на двете места.

повърхностното напрежение

Вляво е експерименталната графика на еволюцията на налягането вътре в балона, получена в един от тестовете. Ясно се виждат три области:

а) Първоначално пълнене: Съответства на периода от време, през който балонът се пълни с въздух, но все още не се е разтегнал.

б) Надут: Съответства на периода от време между момента, в който, след полагането на значително усилие, балонът започва да се разтяга и момента, в който спира да духа.

Относно балон тип 2, Беше по-дебел и по-силен и по-голям по размер. Експериментът (цветна диаграма тъмно синьо ) показа, че предлага значително първоначално съпротивление, но след като бъде преодоляно, започва да се надува и веднага налягането започва да се увеличава (поради сумата от повърхностното напрежение), вместо да намалява. Това вероятно се дължи на факта, че този балон не се е надул "наведнъж" (не е образувал сфера), тъй като горната част на гумата, най-отдалечената от устието на балона, е била по-малко отстъпваща и е била постепенно разтягане (упражняваше нарастващо напрежение и натискът се увеличаваше).

След като разберем, че повърхностното напрежение (равно за надут балон на разликата между вътрешното и външното налягане) е обратно пропорционално на радиуса, ние разглеждаме друг експеримент, състоящ се от извличане на въздух от балон и получаване, като споменатият въздух се извлича, разликата между вътрешното и външното налягане.

Вляво е експерименталната графика, която представя еволюцията на двете налягания в един от тестовете. Всяка отрицателна стъпка показва намаляване на налягането, произведено чрез отстраняване на определено количество въздух от балона. Първото нещо, което трябва да се коментира е, че всяко намаляване на стойността на вътрешното налягане е придружено от друго намаляване на външното налягане. Това е така, защото чрез извличане на въздух от балона не само броят на въздушните частици, затворени в балона, намалява (и по този начин вътрешното налягане намалява), но също така обемът на балона намалява и обемът, наличен за външния въздух ( затворена между споменатия балон и колбата) Следователно външното налягане също намалява по такъв начин, че след всяко извличане на част от въздуха да се получи нов баланс между вътрешното налягане от едната страна и повърхността на напрежението плюс външното налягане от другата.

Вторият забележителен резултат е увеличаването на разликата между наляганията, докато извличаме въздух от балона. В началото разликата в налягането (не забравяйте, че когато балонът се надува, налягането е по-голямо от външното, за да се компенсира и повърхностното напрежение) е много малка и дори не може да се види на графиката поради скалата приети за тази ос. Това е така, защото балонът е много малко напомпан. Но тъй като въздухът се извлича от балона, тази разлика се увеличава, потвърждавайки закона на Йънг и Лаплас, тъй като когато въздухът се извлича от балона, обемът на балона намалява и следователно повърхностното напрежение се увеличава.

В този опит изкушението да вярваме, че по-надутият балон ще изпрати въздух поне напомпан е много силно, тъй като често се смята, че има тенденция да се балансира броят на въздушните молекули и в двата балона. Както се вижда от прикаченото видео обаче, се получава точно обратното. За да го разберем, трябва да се има предвид, че това, което трябва да бъде балансирано, когато двата балона влязат в контакт, е техният вътрешен натиск. Както беше показано в предишните експерименти, вътрешното налягане, упражнявано от въздуха, затворен в балон, противодейства на външното атмосферно налягане и повърхностното напрежение на опънатия балон. Поради тази причина това вътрешно налягане е толкова по-голямо, колкото по-малък е обемът (радиусът) на балона. Следователно, най-малко напомпаният балон изпраща въздух към най-напомпания балон, за да се постигне баланс на налягането.