Videoclipul atașat prezintă experimentul realizat de o echipă de profesori într-un curs de formare a profesorilor, desfășurat în 2010 la Centrul de Formare Benidorm. Setarea experimentală utilizează un balon adăpostit într-un capac dublu gradat. Un senzor de presiune este conectat printr-unul dintre orificii și un tub flexibil din plastic este introdus în celălalt. Tubul se termină într-un muștiuc gata să sufle. O robinetă permite sau previne circulația aerului închis în balon în ambele locuri.

baloane

În stânga este prezentat graficul experimental al evoluției presiunii în interiorul balonului obținut în unul dintre teste. Trei zone sunt clar vizibile:

a) Umplerea inițială: Corespunde perioadei de timp în care balonul se umple cu aer, dar nu s-a întins încă.

b) Umflat: Corespunde perioadei de timp dintre momentul în care, după ce a făcut un efort notabil, balonul începe să se întindă și momentul în care nu mai suflă.

În ceea ce privește balon tip 2, Era mai gros și mai puternic și mai mare ca mărime. Experimentul (diagramă de culori albastru inchis ) a arătat că oferă o rezistență inițială apreciabilă, dar odată ce este depășită, începe să se umfle și imediat presiunea începe să crească (datorită sumei tensiunii superficiale), în loc să scadă. Acest lucru se datorează probabil faptului că acest balon nu s-a umflat „dintr-o dată” (nu a format o sferă), deoarece partea superioară a cauciucului, cea mai îndepărtată de gura balonului, a fost mai puțin cedată și a fost întindere treptată (a exercitat o tensiune crescândă și presiunea a crescut).

Odată ce știm că tensiunea superficială (egală, pentru un balon umflat, diferența dintre presiunea internă și presiunea externă) este invers proporțională cu raza, considerăm un alt experiment, constând în extragerea aerului dintr-un balon și obținerea, ca aerul menționat este extras, diferența dintre presiunea internă și cea externă.

În stânga este graficul experimental care reprezintă evoluția ambelor presiuni într-unul dintre teste. Fiecare pas negativ indică o scădere a presiunii produse prin extragerea unei anumite cantități de aer din balon. Primul lucru de comentat este că fiecare scădere a valorii presiunii interne este însoțită de o altă scădere a presiunii externe. Acest lucru se întâmplă deoarece, prin extragerea aerului din balon, nu numai că scade numărul de particule de aer cuprinse în balon (și astfel scade presiunea internă), ci și volumul balonului scade și volumul disponibil pentru acesta crește cu aceeași cantitate. aerul extern (închis între balonul menționat și balonul) Prin urmare, presiunea externă scade și ea, astfel încât, după fiecare extracție a unei porțiuni de aer, se obține un nou echilibru între presiunea internă pe o parte iar suprafața de tensiune plus presiunea externă pe cealaltă.

Al doilea rezultat notabil este creșterea diferenței dintre presiuni pe măsură ce extragem aerul din balon. La început, diferența de presiune (amintiți-vă că, atunci când balonul este umflat, presiunea este mai mare decât cea externă, pentru a compensa și tensiunea superficială) este foarte mică și, datorită scării, nici măcar nu poate fi văzută în graficul. adoptat pentru acea axa. Așa este, deoarece balonul este foarte puțin umflat. Dar, pe măsură ce aerul este extras din balon, această diferență crește, confirmând legea lui Young și Laplace, întrucât pe măsură ce aerul este extras din balon, volumul balonului scade și, prin urmare, tensiunea superficială crește.

În această experiență, tentația de a crede că balonul mai umflat va trimite cel puțin umflat este foarte puternic, deoarece se crede adesea că există tendința de a echilibra numărul de molecule de aer din ambele baloane. Cu toate acestea, așa cum se vede în videoclipul atașat, apare exact opusul. Pentru a o înțelege, trebuie luat în considerare faptul că ceea ce trebuie echilibrat atunci când ambele baloane intră în contact sunt presiunile lor interne. După cum se arată în experimentele anterioare, presiunea internă exercitată de aerul închis într-un balon contracarează presiunea atmosferică externă și tensiunea superficială a balonului întins. Din acest motiv, această presiune internă este mai mare cu cât volumul (raza) balonului este mai mic. În consecință, este cel mai puțin umflat balon care trimite aer către cel mai umflat balon, pentru a atinge echilibrul presiunii.