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气球怎么缩小的原理图解-气球如何

气球怎么缩小的原理图解-气球如何

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  1. 为什么气球会慢慢变小?

1、为什么气球会慢慢变小?

分子动理论:物体是由大量分子组成的;分子不停地做无规则的运动;分子之间存在引力和斥力。

另外,分子间有间隙,经常被提到的一个例子,就是1L水与L酒精混合在一起,结果总体积小于2L。

气球同样是由分子组成的,其分子间也存在间隙,当然,固体分子间的间隙很小,气球中的气体分子很难从气球的的分子之间穿过,所以,越吹越大,并能保持相当长的时间。不过,气球中无规则运动的气体分子由于频繁的碰撞,运动速度和方向不停地改变,结果总有一些气体分子的速度大到能克服气球分子的束缚,跑到气球外面去。当然,外部也会有气体分子冲进气球中,但由于气球内气体分子更加密集,碰撞更频繁,所以,出来的气体分子多于进入的气体分子,整体上,气球内的气体分子在减少,气体压强减小,气球就会被大气压压缩。

关于气球越大,压力差越小,简单计算如下:

考虑气球表面的一个

很小的

正方区域。
气球刚刚绷紧时半径,该方块边长,气球 “弹性张力” 系数(用这个名字类比表面张力)。
气球吹大到半径为时,该方块边长。
该区域在四个方向受弹性张力,合力向内,大小为。
该区域受内外压力,合力向外,大小为。
两力平衡,所以。

关于 水中气泡上升中变大而破裂
外压力的确变小了,内压力也因为体积变大而减小,内外压力差是减小的。

更一般的公式是

Young-Laplace Equation

,内外压力差与曲率呈正比。

我的计算使用了表面张力的近似,

维基上的计算

使用了更真实的橡胶应力-应变公式。

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