Zawartość
Balony na gorące powietrze
Jeśli w połowie napełnisz butelkę bardzo gorącą wodą, następnie rozciągnij balon nad jego górą, balon napełni się nieznacznie w ciągu następnych kilku minut. To samo dzieje się, jeśli wyciągniesz balon nad pustą butelką, a następnie włożysz tę butelkę do miski z gorącą wodą. To nie woda, ale ciepło w wodzie powoduje nadmuchanie balonu. Możesz tego nie wiedzieć, ale tak naprawdę tworzysz własny balon na gorące powietrze.
Co to jest ciepło?
Kiedy powietrze w butelce zostanie umieszczone w pobliżu gorącej wody (albo przez dodanie wody do butelki, albo przez zanurzenie jej w misce), powietrze pochłonie część ciepła z wody. Ciepło to pomiar ruchu cząsteczek. Im wyższa temperatura, tym szybciej cząsteczki poruszają się w powietrzu.
Ogrzewanie gazu
Ciała stałe pozostają mniej więcej tego samego rozmiaru, o ile są ciałami stałymi, a ciecze robią to samo, o ile są cieczami. Gazy jednak nie. Cząsteczki w gazie nie są ze sobą związane. Po podgrzaniu rozprzestrzeniają się, lecąc we wszystkich kierunkach z większą prędkością. Jeśli są przechowywane w pojemniku, takim jak butelka z balonem na górze, uderzają w ścianki pojemnika z większą siłą.
Ciśnienie i ekspansja
Cząsteczki w powietrzu zawsze wytwarzają ciśnienie. Niezliczone cząsteczki zderzają się ze wszystkim co sekundę, tworząc stałą siłę. Zanim powietrze w balonie zostanie ogrzane, cząsteczki wewnątrz wytwarzają tyle samo ciśnienia, co cząsteczki na zewnątrz, co oznacza, że balon pozostaje w równowadze i nie rozszerza się ani nie kurczy. Kiedy się rozgrzeją, cząsteczki wewnętrzne zaczynają się poruszać z większą siłą. Wywierają większy nacisk, powodując, że balon rozszerza się na zewnątrz, aż ciśnienie się wyrówna.