В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха

[realeugene]

sharikov в сообщении #1259362 писал(а):

При открывании воздух засасывается, потом на холоде бутылка опять деформируется.

Попробуйте держать бутылку аккуратно за горлышко через полотенце минимально время, и не дышать в её сторону, когда открываете. Чтобы не нагревать воздух в ней руками или дыханием.

[fred1996]

У нас на экзамене по физике преподаватель тоже любил разной фигней морочить студентам голову. Типа стоит графин с водой на подоконнике. И почему-то та сторона, которая к солнцу холоднее, чем та, которая от солнца. Студенты начинают пытаться изобразить какую-нибудь оптику. Хотя препод просто перед этим развернул графин другой стороной.
Мне кажется, эта история из той же оперы.

[Roger]

Я слышал даже как охлаждаемая пластиковая бутылка и пятилитровая баклажка хрустят при охлаждении. А это значит, что пластик заламывается, деформируется и "запоминает" свое состояние под воздействием низких температур, чтобы преодолеть это состояние, недостаточно просто нагреть воздух внутри бутылки до комнатной температуры.

Шарик, при резком охлаждении его поверхности, деревенеет и теряет свою эластичность и упругость на том объеме на котором он был охлажден. Затем воздух внутри тоже охлаждается и шарик "оседает". При его нагревании шарик расширяется, но той упругости уже нет, чтобы поддерживать прежнее давление, при малейшей потере воздуха через его поверхность, он кажется полуспущенным, как при малейшей потере воздуха в надутом полиэтиленовом пакете видны вмятины.

Т.е. здесь влияет не только изменение объема/давления/температуры, но и изменение свойств материала. Например надутый, а затем спущенный шарик никогда не примет первоначального объема, который он имел до надувания - это свидетельствует о необратимых изменениях в его теле.

Это субъективно.

[EUgeneUS]

fred1996 в сообщении #1259480 писал(а):

Мне кажется, эта история из той же оперы.

+1
ТС настаивает, что при откручивании крышки воздух в бутылку заходит, не выходит. Тогда получается, что объем меньше, давление меньше, температура та же, а значит газ куда-то делся.
Но ТС не рассказывает, почему он решил, что воздух заходит, а не выходит. По звуку шипения, наверное.

[Roger]

Аккуратно закрутил 2-х литровую бутылку из под Pepsi, держа за горлышко через полотенце и сунул в морозильную камеру. Через пару минут начали слышаться характерные щелчки. Выдерживаю 5 минут при температуре -8, иду извлекать.

-- 27.10.2017, 22:27 --

Бутылка сплюснута, максимальная деформация в середине, до половины диаметра, на стенках конденсат. На одной из сторон видно 2 залома на месте деформации. Чрез несколько секунд после извлечения послышалось 2 характерных негромких щелчка. Бутылка потихоньку восстанавливает форму, опаньки, громкий щелчек, бутылка подскачила и я подскочил, бутылка резко приняла свою форму, конденсат почти перешел в газообразное состояние.

Как теперь определить при открывании крышки засасывает она воздух или наоборот, вытесняет?

[arseniiv]

Можно засунуть её в тарелку с водой крышкой вниз, погрузив крышку целиком, и открутить. В крайних случаях или будут пузырьки, или после скручивания вода будет в бутылке, но сомневаюсь, что такой способ измерять при предполагаемых разницах в давлении безобиден.

[Roger]

Как раз только что сделал это, бутылка засасывает воздух, но мало. Взял такую же контрольную бутылку без пробки, опустил на дно прозрачной чаши горлом, замерил уровень воды вдавленной в бутылку, поднял её к поверхности, уровень стал нулевым, затем погрузил исследуемую бутылку, отвинтил пробку под водой замерил уровень, почти такой же, поскольку от горлышка бутылка расширяется, поднял горлышко до уровня поверхности - вода в бутылке на 2 см над уровнем поверхности воды.

-- 27.10.2017, 22:42 --

Получается, что деформация бутылки увеличила её в объеме или же часть воздуха вышла из бутылки в течение 12-ти минут которые длился опыт.

Возможно, что бутылка и воздух в ней не успели нагреться до прежней температуры и следовало дольше подождать после извлечения.

-- 27.10.2017, 22:48 --

Воды засосало примерно 5-6 мл на 1750 мл объема бутылки.

[EUgeneUS]

Roger
У Вас бутылка после нагрева полностью восстановила форму или остались заметные заломы, уменьшающие объем?

[Roger]

Заметных заломов не осталось. Был очень мощный щелчок, после которого она резко приняла прежнюю форму, а перед этим 2 слабых щелчка. При заморозке тоже были слышны щелчки, а после извлечения из морозильной камеры были видны даже заломы в 2-х местах.

-- 27.10.2017, 23:00 --

EUgeneUS
Кстати, почему Вы решили, что заломы обязаны уменьшать объем бутылки? Мне кажется, что залом перед щелчком- уменьшает объем, т.к. бутылка вогнута внутрь, а после щелчка - может наверное и увеличивать объем.

[EUgeneUS]

Roger
У Вас изменение давления 20 мм водяного столба, это 200 Па. Относительно атмосферного это 0.2%.

Если объем бутылки восстановился точно, то это означает изменение температуры на те же 0.2% (в Кельвинах естественно), 0.5-0.6 градуса.
Не прогрелась до конца.

[Roger]

Нужен эксперимент с большей разностью температур и более продолжительным временем нагревания. Нужно предварительно, за сутки камеру включить в режим суперзаморозки -24 градуса. А бутылку оставить на несколько часов "размораживаться", и выдержать перед опытом несколько часов в комнатных условиях.
Только неизвестно когда теперь у меня появятся новые бутылки )))

[EUgeneUS]

Roger в сообщении #1259762 писал(а):

Кстати, почему Вы решили, что заломы обязаны уменьшать объем бутылки?

Под "заломами" я понимал всякие вдавливания и сплющивания.

[Roger]

EUgeneUS в сообщении #1259766 писал(а):

Под "заломами" я понимал всякие вдавливания и сплющивания.

Нет, залом- это деформация материала при которой он теряет свои свойства, у меня было на краю впадины 2 таких залома, где начинал менятся цвет пластика с прозрачного на белый и на каждом заломе начинали проявляться ребра и вершина. А если заломом считать вдавливание и сплющивание, то бутылка представляла из себя один большой залом )))

-- 27.10.2017, 23:15 --

Разглядел бутылку более детально, на ярком свету, заломы сохранились, хотя и очень слабые, но хорошо видны только при ярком освещении. Вершины и от них зачатки ребер.

[EUgeneUS]

Кстати. Опыт нужно проводить так:

1. Сильно замораживать и не нужно. Морозилки хватит.
2. Контрольную бутылку обязательно закрыть одновременно с опытной!
3. Размораживать долго и в условиях одинаковых с условиями нахождения опытной бутылки. В результате температура контрольной и опытной бутылки должна отличаться не более чем на 0.1 градуса.
4. Замерить разницу атмосферного давления и давления в обеих бутылках с помощью водяного столба, как Вы делали.
5. Если разница давлений будет одинакова (с точностью до нескольких миллиметров водяного столба), то этим опытом Вы докажете хорошую герметичность бутылок и закон Шарля.

А относительно вопроса поднятого ТС интересно добиться такого случая, когда после нагрева бутылка полностью не расправляется. Если Вы использовали бутылку из-под Пепси, то подозреваю, что ТС использовал бутылку из-под разливного пива (у них толщина материала существенно различается).

[Roger]

Я примерно так себе и представлял эксперимент, только не догадался закрутить контрольную бутылку и отвинчивать её также под водой. Еще можно использовать полотенце, как советовали выше, чтобы не нагревать бутылки руками. А большая разность температур возможно покорежит бутылку сильнее и эффект будет более заметен, если он конечно есть.