Фізика. Повторне видання. 8 клас. Сиротюк

§ 4. Розширення газів

Що станеться з трохи наповненою повітрям кулькою, якщо її покласти на гарячу батарею водяного опалення? Що станеться зі щільно закритою пластиковою пляшкою, якщо її залишити під прямим сонячним промінням? Чому на балонах (флаконах), які містять парфуми або інші хімічні речовини, написано «Не нагрівати вище від 50 °С!»?

Дослід 1. Скляну пробірку закриємо корком, через який проходить тоненька трубка (мал. 20). Крапелька підфарбованої мильної води дає змогу нам побачити, скільки повітря міститься в пробірці, бо ми знаємо, що повітря невидиме. Коли ми нагріємо руками пробірку, то побачимо, що крапелька води піднялася по трубці вгору. Об’єм повітря збільшився.

Мал. 20

Мал. 21

Дослід 2. Пробірку, закриту корком з тоненькою трубкою, розміщуємо так, щоб повітря було закрите водяною «пробкою» (мал. 21, а). Додамо у воду льоду (мал. 21, б). Вода по трубці буде переходити у пробірку. Об’єм повітря в пробірці буде зменшуватись.

Мал. 22

Дослід 3. Три пробірки, закриті корками зі вставленими в них тонкими трубками з підфарбованими мильними водяними «пробками» (мал. 22), занурюємо в посудини з водою, температура якої 20 °С, 30 °С і 40 °С. У результаті досліду встановлюємо, що повітря розширюється більше за вищої температури.

Мал. 23

Дослід 4. Помістимо посудини різного об’єму (мал. 23), закриті корками зі вставленими в них тоненькими трубками з водяними «пробками», у посудину з водою, температура якої 30 °С. Газ, який міститься в посудині з більшим об’ємом, розшириться більше, ніж газ у меншій посудині.

На відміну від твердих тіл і рідин, усі гази розширюються однаково. Це підтверджують результати експериментальних досліджень, поданих у таблиці.

Розширення тіла об’ємом 1000 см3 при зміні температури від 0 до 50 °С.

Тверді тіла, ∆V см3

Рідини, ∆V см3

Гази, ∆V см3

Алюміній - 3,4 см3

Спирт - 58 см3

Повітря - 183 см3

Мідь - 2,5 см3

Ефір - 80 см3

Кисень - 183 см3

Залізо - 1,8 см3

Вода - 12 см3

Вуглекислий газ - 183 см3

Мал. 24

Мал. 25

Балони з газом, флакони з аерозолями (ароматичними, отруйними речовинами, мал. 24) не слід тримати під прямими сонячними променями, тому що гази (та рідини), які в них містяться, можуть розширитися так, що спричинять вибух.

Щоб скороварка під час приготування їжі не вибухнула, у її кришку вмонтовано спеціальний клапан (мал. 25), через який може виходити водяна пара під час її розширення. Улітку і взимку водії автомобілів накачують шини автомобілів по-різному. Це також пов’язано з розширенням і стисненням газів.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Від чого залежить розширення газів?
  • 2. Чим відрізняється одне від одного розширення різних газів?
  • 3. Чому потрібно враховувати розширення газів?

РОЗВ’ЯЗУЄМО РАЗОМ

  • 1. Чому решітку газової плити, на яку ставлять посуд для приготування їжі (мал. 26), звужують біля газових пальників?

Мал. 26

Відповідь: тому, щоб урахувати розширення решітки під час горіння газу в пальнику.

  • 2. Чи можна медичним термометром вимірювати температуру киплячої води, температуру води з льодом?

Відповідь: ні, тому що межі вимірювання температури медичним термометром становлять 34-42 °С.

  • 3. На терезах зрівноважили відкриту колбу. Чи порушиться рівновага терезів, якщо колбу нагріти за допомогою будь-якого нагрівача?

Відповідь: порушиться, тому що частина повітря вийде з колби й маса його зменшиться.