Riscaldiamo l'aria. Esperienza fisica divertente a casa

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Cosa succede all'aria quando viene riscaldata? Qualcosa di questo lo sai già. La bolla di sapone volava perché l'aria calda al suo interno era più leggera dell'aria nella stanza. L'astuto serpente volteggiava vicino alla stufa perché l'aria calda saliva.

Come mai l'aria quando viene riscaldata diventa più leggera? Dove va a finire il suo peso? Facciamo un esperimento. Prendi una bottiglia di vetro bianco, possibilmente con pareti sottili. Scegli una presa stretta per questo. Se non c'è il tappo, andranno bene le carote fresche. Trova un tubo di vetro, come quello di un set di lettere, e inseriscilo saldamente nel foro del tappo. Versa un po' d'acqua colorata con l'inchiostro nella bottiglia. L'estremità inferiore del tubo deve essere immersa nell'acqua.

Riscaldiamo l'aria

Riconosci questo edificio? Proprio con questo ci siamo arrangiati tre fontane. Ma non ci sarà una fontana qui. Semplicemente, quando avvolgi le mani attorno alla bottiglia, l'acqua inizia a salire attraverso il tubo.

Ciò significa che qualcosa sta spostando l'acqua dalla bottiglia, poiché è entrata nel tubo! Che cos'è? Probabilmente hai già capito che questa è aria. È bastato il calore delle tue mani perché l'aria si riscaldasse, si espandesse e spostasse l'acqua!

La nostra esperienza non è molto interessante a prima vista. Niente gira o gira dentro, non vola né esplode, non rimbalza né schizza come una fontana. Ma il risultato è stato molto importante: quando viene riscaldata, l'aria si espande. E si espande moltissimo, anche se il calore delle tue mani ha avuto un effetto notevole.

E ora riguardo al peso. Diciamo che hai avuto un litro d'aria. E quest'aria pesava 1,2 g (una intera e due decimi di grammo). Questo è più o meno quanto pesa. E poi hai riscaldato quest'aria, tanto che si è espansa due volte e ha cominciato a occupare non 1 litro, ma 2. Quanto pesa adesso? Sì, gli stessi 1,2 g L'aria non arrivava da nessuna parte e non partiva da nessuna parte. Si è semplicemente espanso ed è diventato più raro. Ciò significa che il peso totale dell'aria riscaldata non è cambiato.

Cos’è allora cambiato? Il peso di 1 litro è cambiato. Se un litro di aria fredda pesasse 1,2 g, allora 2 litri di aria calda pesano lo stesso 1,2 g, ciò significa che 1 litro ora pesa 1,2:2 = 0,6 g! L'aria calda sembrava diventare più leggera perché era diventata meno frequente. Infatti, affinché l'aria possa espandersi due volte, deve essere riscaldata molto, fino a circa 300°. Nei nostri esperimenti si riscalda molto meno. Ma comunque: anche con un leggero riscaldamento l'aria si espande leggermente. Ciò significa che ogni litro, anche ogni centimetro cubo, diventa almeno un po' più leggero. E ora galleggerà verso l'alto, si solleverà nell'aria circostante più fredda e densa. Può far girare il giradischi. Riuscirà a sollevare il guscio leggero di una bolla di sapone. E se è tanta, la differenza di peso sarà sufficiente a sollevare un’intera mongolfiera!

E se l'aria si raffreddasse di nuovo? Allontanate i palmi delle mani dalla bottiglia, dopo un po' l'acqua nel tubo scenderà e tutto tornerà nella posizione precedente. Ciò significa che quando l'aria si raffredda, occupa meno spazio e si contrae. Anche tu ed io abbiamo già visto questo. Nell'esperimento l'aria compressa ha tirato l'acqua sotto il vetro "asciutto dall'acqua".

Autore: Galpershtein L.Ya.

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