Естествознание

Слева на рисунке - так называемая тарелка воздушного насоса. На ней лежит завязанный воздушный шарик с небольшим количеством воздуха (рис. "а"). Накроем его стеклянным "колоколом" и откачаем из-под него воздух. Мы увидим, что шарик "раздулся", будто в него накачали дополнительную порцию воздуха (рис. "б"). Однако воздуха в шарике не прибавилось, и его масса осталась прежней. В чем же разгадка противоречия? Как объяснить опыт?

Воздух в шарике постоянно давит на его оболочку изнутри. Но и воздух вокруг шарика давит на его оболочку - снаружи (см. рисунок). Откачивая воздух из-под колокола, мы уменьшаем наружнее давление. В результате внутреннее давление начинает превосходить наружнее и тем самым раздувает оболочку сильнее.

Рассмотренный опыт с тарелкой и колоколом воздушного насоса продемонстрировал нам, что покоящиеся газы постоянно оказывают давление на окружающие их тела. В зависимости от внешних условий это давление может проявляться или же быть незаметным.

Накачивая или откачивая газ, находящийся в сосуде, мы увеличиваем массу газа или, наоборот, уменьшаем ее. При этом изменяется плотность газа - увеличивается или уменьшается. Одновременно с плотностью изменяется и давление газа (говорят, что оно "растет" или "падает"). Однако изменить давление газа можно и другим путем - увеличивая или уменьшая температуру. Рассмотрим пример.

На рисунке изображен котел для воды с прочным корпусом и плотной крышкой. В котле налито немного воды, которая при включении горелки полностью превращается в пар. На котле имеется манометр - прибор, отмечающий повышение или понижение давления пара.

При увеличении температуры давление пара возрастает. Об этом нам говорят сразу два признака. Во-первых, изменившееся положение стрелки манометра. Во-вторых - многочисленные струи пара, вырывающиеся из щелей между корпусом и крышкой. Их появление возможно лишь в том случае, если возрастает сила, с которой пар давит на котел изнутри.

В этом примере в качестве газа мы рассмотрели водяной пар. Однако опыты показывают, что и другие газообразные тела ведут себя аналогично: при нагревании увеличивают свое давление на окружающие тела, а при охлаждении - уменьшают.