Какое давление в газировке

Закон физики — даже в бутылке с газировкой

В жаркую погоду часто хочется пить. И тут на помощь приходят бутылки с водой — газированной или нет, зависит от личных предпочтений человека. Мы не будем выяснять сегодня, какая вкуснее, ибо тогда придётся открывать спор «окрошка с кефиром против окрошки с квасом». Так что сразу выберем ту, что шипит и исходит пузырьками после открытия. Ибо простая бутылка газировки лучше всего иллюстрирует интересный и в некотором роде, уникальный закон физики — закон Генри. Он описывает поведение газа, который оказался растворённым в жидкости.Казалось бы, газ — чрезвычайно летучее и подвижное вещество. Подвижное в том смысле, что воде нужно некоторое время, чтобы преодолеть расстояние, а какой-нибудь дезодорант очень быстро распространится в помещении, даже если распылять его в самом дальнем углу. Виной тому — почти свободное и быстрое движение молекул, которые очень слабо связаны друг с другом в любом газе.
Конечно, соединяя его с жидкостью, вы не всегда сможете получить устойчивую смесь.
Так, стоит вам открыть бутылку с газированной водой (где содержится всем известный диоксид углерода), как послышится шипение и, в худшем случае, содержимое сосуда радостно вырвется из горлышка в виде фонтана. Ну или просто немного забурлит. Оставив бутылку открытой, вы через некоторое время обнаружите, что вся вода лишилась растворённого газа.
Закон Генри прекрасно описывает все эти явления. Он достаточно прост: чем выше давление над поверхностью жидкости, тем труднее оттуда вырваться газу и тем больше его можно растворить.
Закрытая бутылка в большинстве случаев плотная на ощупь. Значит, давление под крышкой является достаточно высоким, чтобы содержащийся углекислый газ не убегал из воды — ему, образно говорят, не хватает сил. Молекулы газа может быть и рады покинуть толщу жидкости, но над её поверхностью слишком тяжёлый слой, который невозможно преодолеть. Молекулы так и остаются «плавать».
Когда вы открываете крышку бутылки, то слышите шипение. Это тот самый слой с повышенным давлением покидает сосуд и молекулы растворённого газа, строго в соответствии с законом Генри, вырываются на волю пеной или фонтаном. Давление резко падает, а в жидкости остаётся всё меньше и меньше углекислоты.

А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и почитать бесплатный фрагмент или даже купить ????

Источник

Какое давление выдерживает пластиковая бутылка: интересные факты

Большинство людей считают, что пластиковые бутылки являются достаточно непрочными, а некоторые даже боятся того, что они могут взорваться, когда в них находится газированная вода. Ответ на вопрос о том, какое давление выдерживает пластиковая бутылка, содержащийся в статье, заставит многих удивиться.

Пластиковая бутылка

В настоящее время пластик и пластмассы являются самым распространенным материалом, который находит широкое применение в различных сферах деятельности человека. Одной из таких сфер является изготовление пластиковых бутылок для напитков. Индустрия пластиковых бутылок начала активно развиваться с 50-х годов прошлого века. Основными преимуществами бутылок из пластика в сравнении со стеклянными бутылками являются простота их изготовления, возможность придания пластику различных форм, дешевизна производства и удобство при транспортировке.

Бутылки для газированных напитков изготавливают из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Однако сразу необходимо отметить, что тара различного объема имеет некоторые вариации в своем химическом составе, а также в толщине ее пластиковых стенок. Использование именно ПЭТ при производстве бутылок для напитков связано с его химической стойкостью против алкоголя и натуральных масел, а также с его физической прочностью при воздействии механических нагрузок, в том числе давления. Также следует знать, что ПЭТ разрушается ацетоном и теряет свои свойства при температурах выше 70 ℃.

Подготовка к эксперименту с давлением в бутылке

Как известно из курса физики, давление представляет собой силу, которая воздействует на поверхность данной площади. Выражают давление в системе СИ в паскалях (Па), но часто на практике используют другие единицы измерения, например, миллиметры ртутного столба или бары. Так, 1 бар = 100 000 Па, то есть давление в 1 бар приблизительно равно давлению в 1 атмосферу (1 атм. = 101 325 Па).

Для выполнения экспериментов на определение, какое давление выдерживает пластиковая бутылка 1,5 литра и других объемов, необходимо иметь некоторые приспособления. В частности, нужен электрический насос, подойдет насос, которым накачивают шины автомобилей. Также нужен манометр — прибор, который измеряет давление. Нужны еще и трубки, через которые насос будет вкачивать воздух в пластиковую бутылку.

Подготовка к эксперименту также включает установку бутылки правильным образом: ее кладут на бок, а отверстие просверливают по центру крышки (пробки). В это отверстие помещается соответствующая трубка. Для закрепления трубки можно использовать разные вязкие вещества, в том числе и клей. Как только насос, манометр и бутылка собраны в единую конструкцию, можно начинать проводить эксперимент.

Использование воды и воздуха

Как вода, так и воздух являются текучими субстанциями и создают давление во всех направлениях одинаково, поэтому они могут использоваться для экспериментов по изучению сопротивляемости пластиковой бутылки давлению внутри нее. Однако необходимо знать некоторые особенности использования воды и воздуха.

Вопрос использования воды или воздуха упирается в две главные проблемы: сложность техники исполнения и безопасность. Так, чтобы проводить эксперименты с водой, необходимо более сложное оборудование (прочные шланги, регулятор подачи воды в бутылку), для проведения же экспериментов с воздухом достаточно иметь только насос. С другой стороны, воздушные эксперименты являются менее безопасными, чем водяные. Причиной всему тот факт, что когда взрывается бутылка, то воздух вырывается из нее с огромной силой и может увлечь за собой осколки пластика, которые, в свою очередь, могут нанести вред близко находящимся людям. С водой такого не происходит, она не разбрызгивается во все стороны при разрушении бутылки ПЭТ.

Поэтому чаще всего при испытании пластиковых бутылок давлением используют воздух, но предварительно бутылку заполняют на 60-80 % водой.

Камера колеса, мяч и пластиковая бутылка

Рассматривая вопрос, какое давление выдерживает пластиковая бутылка, в первую очередь следует обратиться к результатам сравнительных экспериментов. Одним из популярных сравнительных экспериментов на давление является использование камеры автомобиля, мяча и пластиковой бутылки.

Если накачивать воздухом указанные предметы, то оказывается, что сначала лопнет камера авто, затем — мяч, и только в последнюю очередь разрушится бутылка ПЭТ. Почему так происходит, объяснить нетрудно. Камера авто и мяч изготовлены из резины, и хотя она имеет разный состав, но основа является одной и той же. Именно поэтому мяч и камера выдерживают примерно одинаковое давление, только толщина резины в мяче больше, чем в камере авто.

Материал, из которого изготовлена бутылка, является не таким эластичным, как резина, но и не таким хрупким, как многие твердые тела, например, стекло. Эти физические свойства придают ему необходимый запас прочности и сопротивляемости при воздействии больших давлений.

Проведение эксперимента с пластиковыми бутылками

После подготовки к эксперименту и перед тем, как его начать, необходимо принять соответствующие меры безопасности. Заключаются они в том, что нужно отойти на некоторое расстояние от места проведения эксперимента, при этом следует позаботиться о том, чтобы был доступ к показаниям манометра с целью фиксации значений в момент взрыва бутылки.

Во время проведения эксперимента можно видеть, что до 4/5 от максимального давления, которое может выдержать бутылка, она практически не деформируется. Значительные деформации ПЭТ наблюдаются только в последние 10 % для давления перед взрывом.

Полученные результаты

В результате анализа ряда экспериментов с бутылками ПЭТ разного объема и разных фирм было выяснено, что все полученные результаты находятся в пределах от 7 до 14 атмосфер. При этом однозначно ответить на вопрос, какое давление выдерживает пластиковая бутылка 2 литра или 1,5 литра нельзя, ввиду вышеназванных причин, то есть некоторые бутылки в 2 литра оказывались намного крепче, чем 1,5 литра. Если говорить о среднем значении, то можно сказать, что пластиковые бутылки объемом до 2 литров выдерживают 10 атмосфер. Для примера напомним, что рабочее давление в шинах авто составляет 2 атмосферы, а шины грузовых автомобилей качают до 7 атмосфер.

Если говорить о бутылках ПЭТ большего объема, например, 5 литров, то можно сказать, что они выдерживают гораздо меньшее давление, чем тары на 1,5 и 2 литра. Какое давление выдерживает пластиковая бутылка 5 литров? Около 3-5 атмосфер. Меньшие значения связаны с большим диаметром тары.

Источник

Какое давление выдерживает пластиковая бутылка: интересные факты | ZdavNews.ru

Пластиковая батл

В настоящее время пластик и пластмассы являются самым распространенным материалом, тот или иной находит широкое применение в различных сферах деятельности человека. Одной с таких сфер является изготовление пластиковых бутылок ради напитков. Индустрия пластиковых бутылок начала активно рости с 50-х годов прошлого века. Основными преимуществами бутылок с пластика в сравнении со стеклянными бутылками являются доступность их изготовления, возможность придания пластику различных форм, общедоступность производства и удобство при транспортировке.

Бутылки для газированных напитков изготавливают изо полиэтилентерефталата (ПЭТ). Однако сразу необходимо отметить, что-что тара различного объема имеет некоторые вариации в своем химическом составе, а равно как в толщине ее пластиковых стенок. Использование именно ПЭТ около производстве бутылок для напитков связано с его химической стойкостью встречный алкоголя и натуральных масел, а также с его физической прочностью присутствие воздействии механических нагрузок, в том числе давления. В свою очередь следует знать, что ПЭТ разрушается ацетоном и теряет приманка свойства при температурах выше 70 ℃.

Подготовка к эксперименту с давлением в бутылке

Что известно из курса физики, давление представляет на вывеску силу, которая воздействует на поверхность данной площади. Выражают диктат в системе СИ в паскалях (Па), но часто нате практике используют другие единицы измерения, например, миллиметры ртутного столба неужто бары. Так, 1 бар = 100 000 Па, в таком случае есть давление в 1 бар приблизительно равно давлению в 1 атмосферу (1 атм. = 101 325 Танцевальный шаг).

Для выполнения экспериментов на определение, какое натиск выдерживает пластиковая бутылка 1,5 литра и других объемов, делать нечего иметь некоторые приспособления. В частности, нужен электрический аэролифт, подойдет насос, которым накачивают шины автомобилей. Да нужен манометр — прибор, который измеряет давление. Нужны опять и трубки, через которые насос будет вкачивать эфир в пластиковую бутылку.

Подготовка к эксперименту также включает установку бутылки правильным образом: ее кладут получай бок, а отверстие просверливают по центру крышки (пробки). В сие отверстие помещается соответствующая трубка. Для закрепления трубки есть использовать разные вязкие вещества, в том числе и клейстер. Как только насос, манометр и бутылка собраны в единую конструкцию, только и остается начинать проводить эксперимент.

Использование воды и воздуха

Точь в точь вода, так и воздух являются текучими субстанциями и создают надавливание во всех направлениях одинаково, поэтому они могут применяться для экспериментов по изучению сопротивляемости пластиковой бутылки давлению в утробе нее. Однако необходимо знать некоторые особенности использования воды и воздуха.

Положение использования воды или воздуха упирается в две главные проблемы: трудность техники исполнения и безопасность. Так, чтобы проводить эксперименты с водным путем, необходимо более сложное оборудование (прочные шланги, балансир подачи воды в бутылку), для проведения же экспериментов с воздухом предостаточно иметь только насос. С другой стороны, воздушные эксперименты являются в меньшей мере безопасными, чем водяные. Причиной всему тот фактик, что когда взрывается бутылка, то воздух вырывается с нее с огромной силой и может увлечь за собою осколки пластика, которые, в свою очередь, могут навить вред близко находящимся людям. С водой такого без- происходит, она не разбрызгивается во все стороны быть разрушении бутылки ПЭТ.

Поэтому чаще всего присутствие испытании пластиковых бутылок давлением используют воздух, хотя предварительно бутылку заполняют на 60-80 % водой.

Ячейка колеса, мяч и пластиковая бутылка

Рассматривая вопрос, какое надавливание выдерживает пластиковая бутылка, в первую очередь следует перевоплотиться к результатам сравнительных экспериментов. Одним из популярных сравнительных экспериментов получи давление является использование камеры автомобиля, мяча и пластиковой бутылки.

Неравно накачивать воздухом указанные предметы, то оказывается, что-то сначала лопнет камера авто, затем — мяч, и только лишь в последнюю очередь разрушится бутылка ПЭТ. Почему что-то около происходит, объяснить нетрудно. Камера авто и мяч изготовлены изо резины, и хотя она имеет разный состав, так основа является одной и той же. Именно следовательно мяч и камера выдерживают примерно одинаковое давление, один толщина резины в мяче больше, чем в камере автомобиль.

Материал, из которого изготовлена бутылка, является безвыгодный таким эластичным, как резина, но и не таким хрупким, на правах многие твердые тела, например, стекло. Эти физические свойства придают ему надлежащий запас прочности и сопротивляемости при воздействии больших давлений.

Проводка эксперимента с пластиковыми бутылками

После подготовки к эксперименту и передо тем, как его начать, необходимо принять соответствующие мероприятия безопасности. Заключаются они в том, что нужно отлучиться на некоторое расстояние от места проведения эксперимента, подле этом следует позаботиться о том, чтобы был впуск. Ant. выход к показаниям манометра с целью фиксации значений в момент взрыва бутылки.

Закачаешься время проведения эксперимента можно видеть, что вплоть до 4/5 от максимального давления, которое может перетерпеть бутылка, она практически не деформируется. Значительные деформации ПЭТ наблюдаются всего-навсего в последние 10 % для давления перед взрывом.

Полученные результаты

В результате анализа ряда экспериментов с бутылками ПЭТ разного объема и разных фирм было выяснено, отчего все полученные результаты находятся в пределах от 7 давно 14 атмосфер. При этом однозначно ответить сверху вопрос, какое давление выдерживает пластиковая бутылка 2 литра неужели 1,5 литра нельзя, ввиду вышеназванных причин, так есть некоторые бутылки в 2 литра оказывались намного покрепче, чем 1,5 литра. Если говорить о среднем значении, в таком случае можно сказать, что пластиковые бутылки объемом поперед 2 литров выдерживают 10 атмосфер. Для примера напомним, чего рабочее давление в шинах авто составляет 2 атмосферы, а шины грузовых автомобилей качают давно 7 атмосфер.

Если говорить о бутылках ПЭТ большего объема, примерно (сказать), 5 литров, то можно сказать, что они выдерживают не в пример (куда) меньшее давление, чем тары на 1,5 и 2 литра. Какое бремя выдерживает пластиковая бутылка 5 литров? Около 3-5 атмосфер. Меньшие значения связаны с большим диаметром тары.

Источник