Зависимость давления газа от объёма
Зависимость давления газа от его объема мы продемонстрируем на опыте, схема которого изображена на экране.
В плексигласовом цилиндре может перемещаться поршень. В конец цилиндра вставлена воронка. Эту воронку мы опустим вместе с цилиндром в сосуд с мыльным раствором, а затем поднимем цилиндр вместе с воронкой. На конце воронки образуется плоская мыльная пленка. Под поршнем будет находиться определенная масса воздуха - определенное количество молекул воздуха, ограниченное стенками цилиндра, поршнем и мыльной пленкой. После этого мы будем вдвигать поршень в цилиндр, уменьшая объем, занимаемый газом. За счет уменьшения объема число молекул в единице объема будет возрастать, а поэтому будет увеличиваться частота ударов этих молекул о стенки цилиндра, о поршень и о мыльную пленку. Будет увеличиваться поэтому давление воздуха внутри цилиндра. За счет увеличения давления плоская пленка начнет деформироваться, раздуваться и превратится в мыльный пузырь, объем которого будет становиться тем больше, чем дальше будет продвинут к основанию цилиндра поршень, чем меньший объем будет занимать воздух.
После этого мы будем поднимать поршень, вновь увеличивать объем газа, при этом давление воздуха под поршнем будет уменьшаться, и мыльный пузырь стянется, и вновь возникнет плоская мыльная пленка на конце воронки.
Посмотрим опыт. Вы видите прозрачный цилиндр, поршень, и на конце цилиндра закреплена маленькая стеклянная воронка. Надвинем на воронку стакан с мыльным раствором. Опустим стакан и будем вдвигать поршень внутрь цилиндра.
Вы видите, как на конце воронки постепенно растет мыльный пузырь. Растет давление воздуха за счет уменьшения объема воздуха под поршнем.
Поднимем поршень. Давление уменьшается, объем растет, занимаемый воздухом, и пузырь сокращается, стягивается.
Еще раз опустим поршень. И вновь мы наблюдаем увеличение размеров мыльного пузыря.
