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
01/01/18 20:50 UTC: Перешли на HTTPS в тестовом режиме. О проблемах пишите в ЛС cepesh.





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


11/12/16
2111
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
427
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 


20/08/14
3788
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
2111
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 


20/08/14
3788
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
39
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
2111
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
39
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
2111
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 


20/08/14
3788
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
2111
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
88
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 


01/06/15
528
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
2111
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 


01/06/15
528
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: 58 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.

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



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


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