شراکت بادکنکها

● وسایل لازم: دو عدد بادکنک – یک تکه شلنگ با قطر تقریبی یک سانتیمتر
● شرح آزمایش
یکی از بادکنک ها را به شلنگ متصل کنید، جوری که هیچ هوایی از محل اتصال شلنگ و بادکنک نشت نکند.
با دمیدن در شلنگ بادکنک را باد کنید. با استفاده از یک گیره یا با پیچاندن بادکنک از خارج شدن هوای داخل بادکنک جلوگیری کنید.
حال بادکنک دیگر را برداشته و آنرا هم باد کنید اما نه به اندازه بادکنک متصل به شلنگ یا کمتر و یا بیشتر. (در مورد هر دو بادکنک سعی کنید بادکنکها را نه خیلی زیاد و نه خیلی کم باد نکنید و البته بهتر است بادکنکهایتان کاملاً مثل هم باشند.) حالا دریچه بادکنک دوم را هم مسدود کنید و سپس آن را به انتهای آزاد شلنگ متصل کنید.
پس از اینکه اتصالات محکم شدند دریچه یکی از بادکنکها را باز کنید تا هوای داخل بادکنک با هوای شلنگ در ارتباط باشد.
اگر تا اینجا همه کارها را انجام داده باشید الان مجموعه ای دارید شامل دو بادکنک غیر هم اندازه باد شده که با یک شلنگ به هم متصلند ولی هنوز به علت بسته بودن دریچه یکی از آنها نمیتوانند با هم مبادله هوا کنند!
خوب حالا فکر می کنید اگر دریچه بادکنک دیگر را نیز باز کنید و امکان تبادل هوا بین دو بادکنک به وجود آید چه اتفاقی می افتد؟
آیا هوا بین دو بادکنک تقسیم شده و با کوچک شدن بادکنک بزرگتر و بزرگ شدن بادکنک کوچکتر بادکنکها هم اندازه میشوند؟
یا اینکه بادکنک بزرگ بزرگتر شده و بادکنک کوچک کوچکتر؟
یالا …. سریع آزمایش را انجام بدهید!
پیشنهاد می کنیم از بادکنکهای بزرگ و سالم استفاده کنید و تا جای ممکن بادکنک تان کره باشد نه بیضی گون!!
● جواب آزمایش
اگر آزمایش را انجام داده باشید حتما دیده اید که بر خلاف تصور اولیه بیشتر ما که فکر می کردیم بادکنکها هم اندازه می شوند، با ارتباط دادن بادکنکها، بادکنک کوچک، کوچکتر شده و بادکنک بزرگ نیز بزرگتر!
اما دلیل این اتفاق چیست؟
احتمالاً بیشر شما در مورد فشار گازها چیزهایی می دانید یا شنیده اید و احتمالاً با توجه به مشاهداتتان حدس می زنید که معمولا هوا یا هر گاز یا بهتر است بگوئیم هر سیالی از جای پر فشار به جای کم فشار حرکت می کند و گازها نیز همیشه دوست دارند در شرایطی باشند که کمترین فشار را تحمل کنند.(مثل آدمها!) خوب این فرض، فرض درستی است و می توان نشان داد که همیشه بر قرار است.
حالا با توجه به آزمایش و این که دیدیم هوا از بادکنک کوچک به بادکنک بزرگ رفت باید نتیجه بگیریم که فشار بادکنک کوچکتر از فشار بادکنک بزرگتر بیشتر بوده و این اختلاف فشار باعث جابجایی هوا شده. آیا این نتیجه درست است؟
بله این نتیجه درست است … بادکنک هر چه کوچک تر باشد فشار هوایش بیشتر است اما اینکه چرا این گونه است توضیحش کمی سخت است ما از طرف دیگری هم میتوانیم مطمئن شویم که ادعایمان درست است:
حتما تا حالا بادکنک باد کرده اید! (اگر هم این تجربه را نداشتید در این آزمایش پیدا کردید!) حین بادکردن بادکنک کی احساس می کنید باید با فشار بیشتری در بادکنک بدمید؟ وقتی بادکنک کوچک است یا وقتی تا حدی باد شده و بزرگ است؟ باد کردن بادکنک در ابتدا سخت تر است یا وقتی کمی باد شد؟
درسته هر چه بادکنک کوچکتر باشد باد کردنش هم سخت تر است برای همین ابتدای باد کردن بادکنک باید با فشار زیادی بدمیم اما، بعد از باد شدن بادکنک برای بزرگتر کردنش با دمیدن ساده تری (کم فشار تری است) می توانیم ادامه دهیم. این هم شاهد دیگری برای اینکه بادکنک هر چه کوچکتر باشد فشار هوای درونش بیشتر است.
در واقع نمودار فشار بر حسب شعاع بادکنک به شکل زیر است که می بینید برای شعاعهای از حدی بزرگتر این حرف درست است.

منبع : تبیان