Як зміниться об’єм повітряною кульки якщо її винести з теплої кімнати на мороз?

Коли повітряну кульку виносять з теплої кімнати на мороз, її об’єм зменшується. Це відбувається через фізичні закони, зокрема закон Шарля, який описує зв’язок між об’ємом і температурою газу.

Основні причини зменшення об’єму:

1. Залежність об’єму від температури: Повітря в кульці є газом, а гази мають властивість стискатися при зниженні температури. За законом Шарля:

   $$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$

   де:

   • $V_1$ і $V_2$ — об’єми газу при початковій і кінцевій температурах,
   • $T_1$ і $T_2$ — відповідні температури в абсолютній шкалі (Кельвіни).
     Якщо температура зменшується, то зменшується і об’єм газу.

2. Зміна тиску: Якщо кулька еластична, її об’єм також залежить від внутрішнього і зовнішнього тиску. На морозі зовнішній атмосферний тиск може дещо зрости, а холод змусить молекули повітря всередині кульки рухатися повільніше, створюючи менший тиск на стінки кульки. Це додатково сприятиме зменшенню об’єму.

3. Матеріал кульки: Гума, з якої зроблена кулька, також стає менш еластичною на морозі. Це може призвести до того, що кулька стискається під впливом зниженого внутрішнього тиску і зростаючого зовнішнього.

Наслідки:

• Якщо кулька довго перебуватиме на морозі, її об’єм може значно зменшитися.
• Повернувшись у тепле приміщення, кулька знову розшириться до свого початкового об’єму (за умови, що її не пошкоджено).

Це явище є прекрасною ілюстрацією дії фізичних законів у повсякденному житті.