2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение27.10.2017, 23:40 


11/12/16
4054
Roger
Как писали выше, эффект скорее всего в свойствах материала. Чтобы вмятина расправилась давление должно превысить атмосферное.
Сразу после расправления "щелчком" давление будет несколько ниже атмосферного, что Вы и словили своим опытом.

А надо словить эффект, когда бутылка прогрелась, но полностью не расправилась. И показать, что давление в ней выше атмосферного (при этом открывать аккуратно, чтобы вмятина не расправилась от механического воздействия).
Тут надо подобрать правильную бутылку - закрыть её при комнатной температуре и помять. Если вмятины расправятся не все - это правильная.


(Как говорят)

Без бутылки не разберешься

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение27.10.2017, 23:43 


20/04/10
477
Русь
Надо учитывать, что поле температуры в комнате может быть неоднородным (обычно имеется ненулевой градиент), рядом со смежными с улицей стенами она может на один-два градуса быть ниже, чем рядом с самой тёплой стеной. Предложенный выше вариант с контрольной бутылкой эту проблему снимает; он хорош тем, что если объём бутылки восстановится после разморозки, то столбики воды в обеих бутылках должны быть одинаковой высоты (если не было утечки газа). Для проверки температур бутылок можно использовать инфракрасный термометр, особой точности не будет, но хоть примерно знать, что перед погружением в воду температуры в подопытной и контрольной бутылках равны.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение27.10.2017, 23:54 
Заслуженный участник


20/08/14
5193
Россия, Москва
Для информации.
Изначально избавиться от конденсата не так уж сложно, можно или прокалить воздух, или наоборот проморозить (а тут и зима уж близко).
Запретить засасывать ли спускать воздух - есть такое понятие как ниппель, на велосипедных шинах раньше широко применялся. Или герметизировать бутылку способом как ниже на картинке.

Но сам опыт с бутылкой неправильный, формованный в бутылку пластик не гнётся от любого малого усилия, а имет гистерезис, гнуться начинает лишь при заметно ненулевом усилии. Это хорошо видно если чуть деформировать бутылку - при некоторых малых деформациях в открытом состоянии она сама собой форму не восстанавливает. Потому в начале процесса охлаждения давление газа уже падает, а форма бутылки ещё сохраняется, пока усилие не превысит пороговое. В конце же процесса всё ещё хуже, усилие со временем из-за восстановления формы уменьшается и задолго до восстановления точной исходной формы уже уменьшается меньше порога деформации платсика - и бутылка остаётся в деформированном состоянии с давлением внутри чуть выше исходного. Это всё дегко увидеть подсоединив к крышке бутылки достаточно точный манометр или измеритель объёма, последний вообще говоря можно сделать из простой длинной горизонтальной трубки постоянного сечения (скажем стеклянной) и поместив в неё немного жидкости (см. картинку ниже) - движение жидкости покажет изменение внутреннего объёма (или после восстановления температуры - давления). И после цикла охлаждение-нагрев бутылки будет видно увеличение давления внутри (которое приведёт к увеличению объёма и выраниванию давления с атмосферным).
Картинка с самодельным измерителем давления/объёма (кликабельно на описание опыта):
Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение28.10.2017, 00:09 


11/12/16
4054
Dmitriy40 в сообщении #1259780 писал(а):
Но сам опыт с бутылкой неправильный, формованный в бутылку пластик не гнётся от любого малого усилия, а имет гистерезис, гнуться начинает лишь при заметно ненулевом усилии.

Все верно, кроме слова "неправильный" :-)
Собственно говоря, эффект описанный ТС, как раз из-за гистерезиса материала и возникает, скорее всего. Писали же выше..
Вот только при этом (не все вмятины расправились после нагрева) давление в бутылке должно быть выше атмосферного, а не ниже, как утверждает ТС.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение28.10.2017, 00:24 
Заслуженный участник


20/08/14
5193
Россия, Москва
EUgeneUS в сообщении #1259783 писал(а):
Писали же выше..
Да. Потому и непонятно что тут ещё обсуждать. Тем более в ПРР.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение23.11.2017, 18:19 


25/10/17
40
Сколько повторял опыт с пустой бутылкой и наполненной водой (не доверха) - все равно она так полностью свою форму не восстановила. Причём сжимается она быстро, а вот восстанавливает свою форму - медленно. И воздух - заходит в неё после открывания. Никак не пойму, как в ней может быть больше давление, ведь её раздуло бы тогда. Видимо, при замерзании, я что-то не учитываю.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение23.11.2017, 18:27 


11/12/16
4054
sharikov
Ответьте на два вопроса. Если не ошибаюсь, вопросы были выше, а ответов не было:

1. Вы дожидаетесь, когда вода нагреется до комнатной температуры (при которой закручивали пробку)? Сколько ждете, как убеждаетесь, что вода нагрелась?
2. Каким образом Вы проверяете, что воздух входит в бутылку, а не выходит при откручивании крышки?

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение23.11.2017, 19:00 


25/10/17
40
1. Бутылка может стоять хоть месяц, она как бы застывает на определённом объёме. Если сверху на неё посмотреть, то она не круглая, а треугольная (стенки равномерно сжаты). Самый хороший результат получается, когда бутылку сразу после холода дополнительно прогреть руками, тогда она выпрямляется полностью.
2. Только по ощущениям пальцев, так как думал в ванную её опускать, но пузыри пойдут в любом случае да и вода может как-то повлиять (дополнительно сжать бутылку). Вот, например, когда бутылка закупорена с напитком с углеводородом, то после открывания чувствуется поток холодного воздуха по пальцам, а при опыте - никак не ощущаю, вижу только, что стенки сразу расправляются после открывания, но как при этом воздух выходит (пальцы не обдуваются) понять не могу. Скорее всего, значит входит и раздувает бутылку. Тут тоже наверно какой-то казус, как при замерзании воды. Наверно температура замерзания была ниже 4 градусов Цельсия.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение23.11.2017, 19:36 


11/12/16
4054
sharikov
По пункту 2 - почитайте Выше, что Вам писали про гистерезис материала.

И есть третий вопрос:
3. Эффект с неполным расправлением бутылки наблюдается только с водой в бутылке? С пустой не проявляется?
3b. Если да, то воду какую используете? Кипяченную?

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение23.11.2017, 20:33 
Заслуженный участник


20/08/14
5193
Россия, Москва
sharikov в сообщении #1268406 писал(а):
Наверно температура замерзания была ниже 4 градусов Цельсия.
Это уж наверняка, ещё в детском саду говорят про замерзание воды при 0°С.

PS. По моему обсуждение ходит по кругу. Вырваться из которого не позволяет безграмотность постановки эксперимента. О чём выше неоднократно и намекали, и прямо говорили. И решения предлагали.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение24.11.2017, 18:37 


11/12/16
4054
Итак, товарищи дорогие.
Так как ТС был не в состоянии описать опыт более-менее точно, а тем более сейчас он в состоянии бана, то пришлось делать опыт самому.

Эффект подтвержден!

1. Бутылка 1.5 литра, ПЭТ, довольно тонкий.
2. Половина объема примерно занята водой. Вода "из под крана", то есть не дистиллят и не кипяченная.
3. Бутылка закручивается герметичной пробкой при комнатной температуре. Форма бутылки - "естественная", центральная часть - цилиндрическая.
4. Выставляется на мороз -5 С. Часов на десять, до замерзания воды.
5. После чего на 10 часов выставляется в комнатную температуру.

Результат: бутылка слегка смята, вдавлена: центральная цилиндрическая часть имеет скорее треугольную, а не цилиндрическую форму.
Гестерезис материала исключен, путем "мятия бутылки" :-) "вмятость" восстанавливается. Заломов пластика нет.
При откручивании пробки пытался контролировать поток воздуха пламенем свечи. Пламя не отклонилось, точности такого измерения не хватило.
Но сразу после откручивания пробки бутылка восстановила форму.

Вывод:

1. Эффект есть!
2. Хоть ТС и забанили за лженаучные представления (скорее всего заслуженно), нельзя ему не отдать должного - эффект он обнаружил довольно странный\забавный.
3. ИМХО, так как у меня не осталось сомнений, что давление в бутылке становится меньше, а значит газа в бутылке становится меньше!
4. Это скорее всего связано с растворением газов воздуха в воде в процессе охлаждения, замерзания и обратного нагревания воды

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение25.11.2017, 22:40 


23/04/17
155
Россия
Яндекс говорит, что на другом форуме (сейчас ссылку не могу найти) года 3 назад эффект объяснили деформацией бутылки при замерзании воды.
Бутылку распирает льдом, поэтому она в объёме немного увеличивается.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение29.11.2017, 15:11 
Заслуженный участник


01/06/15
884
С.-Петербург
Немного странное обсуждение, и с уходом в сторону.
Во-первых, сразу отметаем обвинения TC в том, что взяли "не ту бутылку" и потому "опыт неправильный". ТС взял конкретную бутылку, обнаружил эффект и просил объяснить данный конкретный эксперимент. То, что при других условиях эффекта не будет или он будет иным, вовсе не означает, что данный опыт "неправильный" - ведь при его постановке ТС не ставил перед собой никаких определённых целей (кроме воспроизведения эффекта).

Во-вторых, впоследствии стали обсуждать другой эксперимент, когда в бутылке явно есть жидкая вода в заметном количестве. Даже вопросы стали задавать:
EUgeneUS в сообщении #1268424 писал(а):
3. Эффект с неполным расправлением бутылки наблюдается только с водой в бутылке? С пустой не проявляется?
Странно, т.к. для ответа на подобные вопросы достаточно перечитать первое сообщение темы (а то получается "не читал, но обсуждаю"):
sharikov в сообщении #1258983 писал(а):
и после проветривания помещения пустая пластмассовая бутылка, герметично закрытая, стоявшая на окне уменьшилась в объёме.


Другой странный вопрос:
EUgeneUS в сообщении #1268390 писал(а):
2. Каким образом Вы проверяете, что воздух входит в бутылку, а не выходит при откручивании крышки?
Ответ на него дают второе сообщение ТС и несложные рассуждения:
sharikov в сообщении #1259049 писал(а):
При отвинчивании крышки воздух входит в бутылку и она принимает первоначальную форму. Месяц стояла, так сама и не выпрямилась.

EUgeneUS в сообщении #1268685 писал(а):
При откручивании пробки пытался контролировать поток воздуха пламенем свечи. Пламя не отклонилось, точности такого измерения не хватило.
Но сразу после откручивания пробки бутылка восстановила форму.
По-моему, тут достаточно простых рассуждений. Поскольку в конечном состоянии бутылка сообщается с атмосферой и давление внутри равно атмосферному, восстановление формы происходит только за счёт упругих свойств самой бутылки. А т.к. до разгерметизации бутылки она была упруго деформирована и имела меньший внутренний объём, делаем вывод, что давление воздуха внутри бутылки меньше. Очевидно, что увеличение объёма бутылки после разгерметизации при изначальном давлении внутри меньше атмосферного приводит к тому, что воздух входит внутрь, а не выходит наружу - тут к бабке не ходи (или за счёт чего , по-вашему, уравнивается давление?).

И, кроме всего прочего, без внимания осталось замечание:
Roger в сообщении #1259755 писал(а):
Получается, что деформация бутылки увеличила её в объеме или же часть воздуха вышла из бутылки в течение 12-ти минут которые длился опыт.
А замечание весьма любопытное. Не знаю, насколько существенным может быть эффект, но возможен следующий сценарий. При охлаждении горлышко бутылки, прокладка и пробка, имея разные температурные коэффициенты расширения, деформируются неодинаково, в результате чего пробка начинает работать как ниппель, выпуская воздух, но не впуская внутрь. Сама же бутылка, будучи достаточно сильно деформированной, находится в нелинейной области, когда сила упругости близка к нулю, а равновесие достигается в основном за счёт уравнивания давлений при меньшем внутреннем объёме. В таком случае, когда бутылку берут в руки и вносят в тёплое помещение, начинается нагревание бутылки и воздуха в ней (в том числе руками), но удерживание руками отчасти компенсирует силу упругости, не позволяет увеличиваться объёму бутылки. В результате давление внутри растёт и воздух из бутылки частично выходит наружу. И лишь дальнейшее существенное повышение давления приводит к резкому выправлению бутылки и возвращению в область линейных упругих деформаций (при этом слышны щелчки). К тому моменту воздуха в бутылке действительно может стать меньше. См.
Roger в сообщении #1259762 писал(а):
Был очень мощный щелчок, после которого она резко приняла прежнюю форму, а перед этим 2 слабых щелчка.


-- 29.11.2017, 16:12 --

nds в сообщении #1269086 писал(а):
Бутылку распирает льдом, поэтому она в объёме немного увеличивается.
Судя по первому сообщению эффект наблюдается и при отсутствии воды в бутылке. Так что объяснение не годится

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение29.11.2017, 15:47 


11/12/16
4054
Walker_XXI в сообщении #1270136 писал(а):
Поскольку в конечном состоянии бутылка сообщается с атмосферой и давление внутри равно атмосферному, восстановление формы происходит только за счёт упругих свойств самой бутылки.


При неупругих деформациях восстановление формы может произойти, если помять бутылку в руке. Например, при откручивании пробки.

Walker_XXI в сообщении #1270136 писал(а):
до разгерметизации бутылки она была упруго деформирована и имела меньший внутренний объём, делаем вывод, что давление воздуха внутри бутылки меньше.

Вывод совершенно верный. Но откуда мы знаем, что бутылка была упруго деформирована? В своем опыте я уверен, что она была упруго деформирована, а вот из описания опытов ТС уверенности в этом не появилось. Более того из наблюдений за пустыми бутылками известно, что они деформируются неупруго (те самые щелчки при изменении формы).

Walker_XXI в сообщении #1270136 писал(а):
В таком случае, когда бутылку берут в руки и вносят в тёплое помещение, начинается нагревание бутылки и воздуха в ней (в том числе руками), но удерживание руками отчасти компенсирует силу упругости, не позволяет увеличиваться объёму бутылки.

В моем опыте бутылка была привязана веревочкой за горлышко, за эту веревочку и заносил в тепло. Не то чтобы для исключения этого сценария, просто пришлось вывешивать за лоджию, так как температура на лоджии была еще плюсовая.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение29.11.2017, 16:12 
Заслуженный участник


01/06/15
884
С.-Петербург
EUgeneUS в сообщении #1270143 писал(а):
при неупругих деформациях восстановление формы может произойти, если помять бутылку в руке.
Судя по описанию ТС и других участников, восстановление формы происходит без какого-либо разминания, т.е. неупругие деформации преодолеваются внутренним избыточным давлением (о чём я и писал выше).
EUgeneUS в сообщении #1270143 писал(а):
Но откуда мы знаем, что бутылка была упруго деформирована? ... Более того из наблюдений за пустыми бутылками известно, что они деформируются неупруго (те самые щелчки при изменении формы).
Неупругие деформации в ходе проведения опыта понятны и не вызывают вопросов. Они большей частью устраняются к моменту завершения - бутылка возвращается в область упругих деформаций. Но, что важнее, неупругие деформации не ведут к увеличению объёма бутылки. Посмотрите ещё раз первую страницу. Речь идёт об остаточной деформации. О её упругости судим из описания ТС: остаточная деформация (в сторону уменьшения объёма) незначительна и исчезает после разгерметизации (форма и объём восстанавливаются без дополнительного внешнего воздействия).
EUgeneUS в сообщении #1270143 писал(а):
В моем опыте бутылка была привязана веревочкой за горлышко
Как я понял, в Вашем опыте в бутылке был какой-то объём жидкой воды. А это несколько иная ситуация, её я не рассматривал.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 61 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.

Модераторы: Парджеттер, Pphantom, Aer, photon, profrotter, Eule_A, Jnrty, whiterussian, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: rustot


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group