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 1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение25.10.2017, 19:45 


25/10/17
40
Объясните, пожалуйста, такое явление. Сейчас на улице похолодало, и после проветривания помещения пустая пластмассовая бутылка, герметично закрытая, стоявшая на окне уменьшилась в объёме. После восстановления комнатной температуры в помещении бутылка так и не восстановила свой исходный объём, хотя, по законам физики, воздух в бутылке должен был обратно расшириться. Почему? То же самое происходит и с воздушными шарами, вынесенными на холод, а в помещении они обратно не надуваются сами. :lol:

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение25.10.2017, 20:06 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
23563
Уфа
Может, подольше ждать? Например, если от холода выпал конденсат, нужно будет дождаться его испарения. Если уверены, что всё, что было там внутри растворённым в воздухе до охлаждения, уже снова растворилось, отвинтите у бутылки крышку — если расправилась, значит, давление там было всё-таки меньше атмосферного, и это значит, что вы поторопились, или что там произошла какая-то необратимая химическая реакция; если нет, то может оказаться, что нужно большее давление, чтобы раправить её, чем то, при котором она смялась.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение25.10.2017, 21:15 
Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
10516
Может еще бутылка как-то необратимо деформировалась.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение25.10.2017, 21:54 


25/10/17
40
При отвинчивании крышки воздух входит в бутылку и она принимает первоначальную форму. Месяц стояла, так сама и не выпрямилась. Можете сами поэкспериментировать, бутылка деформируется буквально за несколько секунд и свиста выходящего из неё воздуха тоже не наблюдается. Меня интересуют процессы, происходящие с воздухом внутри бутылки и снаружи, чтобы понятно объяснили. :lol:

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение25.10.2017, 23:17 


01/04/08
1254
sharikov в сообщении #1259049 писал(а):
Меня интересуют процессы, происходящие с воздухом внутри бутылки и снаружи, чтобы понятно объяснили.

Когда берете бутылку в руки, чтобы закрутить крышку, то тепло рук нагревает воздух в бутылке.
Затем закрытая бутылка остывает до окружающей температуры и давление в ней понижается, но силы упругости стенок противостоят деформации и она не так заметна, или не бросается в глаза.
При сильном охлаждении (проветривании) силы упругости сдаются и деформация становится заметной - смятие.
После же восстановления прежней окружающей температуры, давление в бутылке повышается, но возвращается к прежнему - пониженному значению, при этом смятие восстанавливается, но не до конца - сохраняется тот уровень деформации который не был преодолен ранее.

Это явление можно назвать гистерезисом упруго-неупругой деформации.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение25.10.2017, 23:52 


25/10/17
40
Думаете, что воздух не может до конца выпрямить бутылку, а как же воздушный шарик, он же - мягкий, и в то же время явно видно что он становится гораздо меньше по объёму сдутым, то есть создаётся впечатление что часть воздуха вышла. Я так понимаю, что количество молекул внутри шарика не изменилось, но почему он стал меньше объёмом - этого не понимаю. Когда мы выносим его на улицу часть энергии из него уходит, но потом в помещении энергия, хоть и медленно, возвращается в него. Кажется понял - холоду хватает энергии чтобы его сдуть, а вот энергии в комнате не хватает, чтобы его надуть. Так получается?

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 00:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
23563
Уфа
sharikov в сообщении #1259107 писал(а):
а как же воздушный шарик, он же - мягкий, и в то же время явно видно что он становится гораздо меньше по объёму сдутым, то есть создаётся впечатление что часть воздуха вышла
Проблема в том, что и шарики, которые никуда не выносили и держали в тепле всё время, тоже сдуваются. Можно ли на этом фоне увидеть потенциальный эффект от охлаждения и нагревания, надо ещё смотреть.

-- Чт окт 26, 2017 02:13:50 --

sharikov в сообщении #1259107 писал(а):
Кажется понял - холоду хватает энергии чтобы его сдуть, а вот энергии в комнате не хватает, чтобы его надуть. Так получается?
Нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 02:06 


25/10/17
40
С шариком сложнее разобраться, так как он в исходном состоянии сдутый. Но вот бутылка - стоит открытая при комнатной температуре, мы её закрываем плотно и выносим на холод на полминуты. У нас на глазах происходит её деформация, т.е. внешнее давление превышает внутреннее. Заносим её обратно в комнату и ждем сколь угодно долго, но давления так и не выравниваются, как это было изначально. А то, что давления разные, указывает то, что при открытии крышки бутылка восстанавливает свою форму. Получается, какая-то часть воздуха каким-то образом ушла из бутылки или перешла в какое то другое состояние, чего не может быть. Если только предположить, что водяной пар перешёл в воду, но капелек внутри не видно невооружённым глазом, да и потом, по прошествии времени они все равно должны опять испариться со стенок внутри бутылки.
Следует отметить также, что открытая бутылка не деформируется на холоде. И вот если дополнительно сразу прогреть бутылку руками, то давление выравнивается, деформация уходит. Явно не хватает энергии на нагрев воздуха внутри бутылки. Проделал обратный опыт - охладил открытую бутылку и закрыл на холоде, занёс в комнату, согрел, открыл, и воздух лишний из неё вышел, как и должно быть. Но давление внутри бутылки с холодным воздухом не смогло так сильно деформировать бутылку, даже наощупь она не сильно надулась.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 02:30 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
23563
Уфа
sharikov в сообщении #1259146 писал(а):
А то, что давления разные, указывает то, что при открытии крышки бутылка восстанавливает свою форму.
Ну, может быть, вы действительно при закрытии немного сжали бутылку, и немного воздуха будет входить при открытии, даже если она прогрелась. Отсюда, знаете ли, не видно.

sharikov в сообщении #1259146 писал(а):
Явно не хватает энергии на нагрев воздуха внутри бутылки.
В плохо поставленных экспериментах ещё не то наблюдалось, ага. :mrgreen:

sharikov в сообщении #1259146 писал(а):
Но давление внутри бутылки с холодным воздухом не смогло так сильно деформировать бутылку, даже наощупь она не сильно надулась.
Ну а вот это вообще неудивительно: в обычном недеформированном состоянии она и так почти до конца раздутая, ей просто некуда. Пластмасса бутылки в нормальных условиях недостаточно для этого растяжима. Если примять бутылку, а потом закрутить и нести греть, будет больше места.

Шарик хуже бутылки в том, что со временем немного (но не бесконечно) растягивается и теряет часть воздуха, но если взять уже полежавший недельку и заново раздуть, и после этого опыт проводить в течении максимум часов, всё должно быть хорошо — хотя как вы, кстати, определяете, насколько он вернул прежний размер?

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 02:47 


25/10/17
40
Шарик ещё хуже бутылки - лежит сморщенный весь и даже не пытается надуться. Меня почему заинтересовал этот вопрос - просто обратил внимание, что бутылка не выпрямляется. И сколько проделывал опыт - так она и не восстанавливает форму, хотя по законам физика должна была. Думал есть простое объяснение, а оно вона как вышло :lol: Наверно всё-таки дело в самой пластмассе, как выразились тут "гистерезисе". Теперь возник "дурацкий" вопрос - можно ли это где применить? :lol:

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 08:45 


27/08/16
4057
Когда открываете бутылку, воздух засасывается? Закройте её обратно и повторите эксперимент.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 20:10 


25/10/17
40
При открывании воздух засасывается, потом на холоде бутылка опять деформируется. Просто нету градусника, чтобы моментально замерить температуру внутри бутылки. А происходит все так: примерно 10 сек бутылка остывает, а потом за 5 сек сжимается. При комнатной температуре она начинает восстанавливать свой объём, но очень медленно, и до начального объёма не восстанавливает его даже в течение месяца.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 21:29 


01/04/08
1254
sharikov в сообщении #1259362 писал(а):
до начального объёма не восстанавливает его даже в течение месяца.

На деформирование бутылки очень сильно влияет изменение атмосферного давления.
Поэтому длительные эксперименты будут недостоверны, то есть атмосферные давления при закрытии бутылки и через месяц (и даже сутки) могут не совпадать.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение26.10.2017, 23:53 


25/10/17
40
Скорее всего при охлаждении внутри бутылки образуется конденсат водяного пара, но его настолько мало, что он не заметен визуально. А затем при комнатной температуре он внутри бутылки не может испариться, поэтому и остаётся разность давлений, и пластмасса жесткая тоже сопротивляется.

 Профиль  
                  
 
 Re: В пластмассовой бутылке не восстанавливается объём воздуха
Сообщение27.10.2017, 00:47 


01/04/08
1254
sharikov в сообщении #1259432 писал(а):
Скорее всего при охлаждении внутри бутылки образуется конденсат водяного пара, но его настолько мало, что он не заметен визуально. А затем при комнатной температуре он внутри бутылки не может испариться, поэтому и остаётся разность давлений

Такого не будет - эти процессы полностью обратимы при одинаковых начальных и конечных температурах.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 61 ]  На страницу 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: 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