Когда Саша помещает пластиковую бутылку с надетым воздушным шариком в горячую воду, он наблюдает, как шарик начинает надуваться. Это явление связано с физическими свойствами газа и законами термодинамики.
Основной закон, который здесь действует, — это закон Шарля, который является частью закона идеального газа. Согласно этому закону, при постоянном давлении, объем газа пропорционален его температуре. Это означает, что если температура газа повышается, то его объем тоже увеличивается, если давление остается неизменным.
Когда бутылка с шариком помещается в горячую воду, температура воздуха внутри бутылки начинает повышаться. Молекулы газа (воздуха) внутри бутылки начинают двигаться быстрее, увеличивается их кинетическая энергия. Это вызывает увеличение объема газа, так как молекулы требуют больше пространства для движения. Поскольку бутылка герметично закрыта шариком, расширяющийся воздух начинает заполнять пространство внутри шарика, заставляя его надуваться.
Кроме того, стоит упомянуть, что пластиковая бутылка в этом эксперименте выступает как герметичный сосуд, который удерживает воздух внутри, не позволяя ему выйти наружу. Если бы бутылка не была закрыта шариком, воздух мог бы свободно выходить, и эффект был бы менее заметен.
Таким образом, результат надувания шарика объясняется увеличением объема воздуха внутри бутылки при нагревании, что демонстрирует прямую зависимость объема газа от его температуры при постоянном давлении.