Zawartość
Jeśli częściowo napełnisz butelkę bardzo gorącą wodą, a następnie rozciągniesz balonik przy szyi, balon nieznacznie się nadmuchnie w ciągu następnych kilku minut. To samo dzieje się, jeśli rozciągniesz balon na pustą butelkę, a następnie umieścisz butelkę w misce z gorącą wodą. To nie woda, ale ciepło wody powoduje nadmuchanie balonu. Możesz tego nie wiedzieć, ale tak naprawdę tworzysz swój własny balon na gorące powietrze.
Balony na gorące powietrze
Co to jest ciepło?
Kiedy powietrze wewnątrz butelki znajduje się w pobliżu gorącej wody (dodając do niej wodę lub zanurzając ją w misce), powietrze pochłania część ciepła z wody. Ciepło jest miarą ruchu cząsteczek. Im wyższa temperatura, tym szybciej cząsteczki poruszają się w powietrzu.
Ogrzewanie gazowe
Ciała stałe pozostają w przybliżeniu tej samej wielkości, o ile pozostają w stanie stałym, a ciecze zachowują się tak samo, gdy są płynne. Gazy jednak tego nie robią. Cząsteczki gazu nie są ze sobą połączone. Po podgrzaniu rozprzestrzeniają się, lecąc we wszystkich kierunkach z większą prędkością. Jeśli są trzymane w pojemniku, takim jak butelka z balonikiem na górze, mocniej dociskają boki pojemnika.
Ciśnienie i ekspansja
Cząsteczki powietrza zawsze wytwarzają ciśnienie. Niezliczone cząsteczki zderzają się we wszystkim co sekundę, tworząc stałą siłę. Zanim powietrze w balonie zostało ogrzane, cząsteczki znajdujące się w środku wytworzyły tyle ciśnienia, co cząsteczki na zewnątrz, co oznacza, że balon pozostawał w równowadze i nie rozszerzał się ani nie kurczył. Jednak po podgrzaniu cząsteczki we wnętrzu zaczynają poruszać się silniej. Wytwarzają większe ciśnienie, powodując rozszerzanie się balonu, aż do wyrównania ciśnienia.