Воздушный шарик какое давление

Какое давление выдерживает воздушный шарик

КАКОЙ ВЕС ПОДНИМАЕТ ОДИН ШАРИК

У нас часто спрашивают, сколько гелиевых шаров нужно чтобы поднять цветок, открытку или игрушку? Какая подъемная сила гелия? Постараемся подробно рассказать секреты наших расчетов и все формулы.
Один стандартный шарик 10″ (дюймов) или 25-27см поднимает всего 3-4 грамма. Перламутровые шары 12″ металлик поднимают до 5 грамм. Поэтому, чтобы поднять игрушку весом 200 грамм, нам понадобиться 200/4 = 50 шаров. Вроде как все просто. Но, т.к. гелий из обычных шаров постоянно выходит, то со временем шарик с гелием теряет часть своей подъемной силы. И поэтому, если Вам надули 50 шаров и Ваш подарок летает, то через несколько часов он летать будет только с сильного пинка.

Когда Вы покупаете подарок, то лучше его сразу взвесить. Всегда рядом есть магазины с весами. Это нужно сделать хотя бы для того, чтобы прикинуть сколько Вы потратите на шары. Из нашей практики были случаи, когда приносили букет цветов, чтобы поднять любимой жене под окном. На вскидку он был достаточно легкий. Но его не смогли поднять даже 100 шариков. Мы обрезали почти все листья и укоротили ножки. Лишь после этого букет уверено держался в воздухе.

Вес больше одного килограмма дешевле поднимать с помощью больших шаров, т.к вес одного большого шара меньше, чем вес большого кол-ва маленьких гелиевых шариков при одном и том же объеме гелия. Рассчитывается подъемная сила большого шара с гелием по формуле. Условно объем гелия в шаре — 4/3 пr3, а дальше используем знания, что в 1 м3 гелия примерно 1 кг веса. К примеру берем шар 1 м в диаметре. Используя формулу или того, кто знает как считать по формулам, получаем объема шара (4/3)*3,14*0,53 = 0,522м3. Будем считать, что метровый шар поднимает 0,5 кг. От этого веса необходимо вычесть вес самого шарика и вес ленточки или лески за которую он зацеплен, это и будет расчетный вес. На улице на подъемную силу влияют некоторые коэффициенты в виде погодные условий — снег, дождь, ветер, солнце или низкая (высокая) температура. Например, стандартные шары, при небольших осадках, могут вообще не летать, т.к. вес налипших на них капель дождя увеличивает общий вес шара.

Источник

Экономия гелия при надувании шаров из латекса

Предварительная растяжка шаров воздухом

Давление газа внутри надутого латексного шара больше атмосферного давления, иначе шар не надуть. Убедиться в том, что газ внутри надутого шара содержится при повышенном давлении, очень просто: достаточно лопнуть надутый шар. Громкий хлопок лопающегося шара демонстрирует нам, насколько давление внутри шара было повышено: чем выше давление в шаре, тем громче хлопок.

Повышенное давление внутри шара необходимо для того, чтобы преодолеть силы упругости стенок шара и придать шару заданную форму. Для создания избыточного давления в шар закачивается гелий в объеме большем, чем геометрический объем надутого шара. Чем больше давление внутри шара, тем большее количество гелия надо потратить, чтобы надуть шар. Верно и наоборот, чем меньше давление внутри надутого шара, тем меньше нам потребуется гелия.

Иными словами, если каким-либо способом удастся уменьшить силы упругости стенок шара, то для надувания шара потребуется меньше гелия. Такой способ есть, он заключается в предварительном растягивании шара воздухом.

Растягивание шара воздухом

Вначале шар надувают компрессором до оптимального размера (без калибровки, разумеется), затем выпускают воздух из шара и только после этого надувают шар гелием. Энергия нагнетаемого воздуха растягивает шар и ориентирует длинные молекулы каучука (глобулы) вдоль плоскости, касательной к поверхности шара. Перегруппировка ориентации молекул приводит к тому, что шар в нужном направлении становится гораздо мягче. Перегруппировка положения молекул относительно друг друга приводит к тому, что растянутый шар (в ненадутом состоянии) имеет большие размеры, чем не растянутый.

Растянутый шар не может самостоятельно вернуться в первоначальное состояние — ему для этого необходима энергия, ну а где же ее взять?

Кстати, если дать шару эту энергию, то он сможет полностью восстановиться. Для этого шар можно погрузить в кипяток, и через недолгое время, шар примет обычную форму, размер и вернет все свои свойства.

Экономия гелия

При надувании гелием растянутого шара, гелий не тратится на растяжение самого шара (это делается воздухом и заранее), но расходуется на наполнение объема шара. Повышенное давление внутри растянутого шара лишь немного превышает атмосферное давление. Предварительно растянутые шары, надутые гелием, лопаются гораздо тише.

Шары GLOBOS PAYASO (Мексика), пастель, размером 12″, надутый до диаметра 28 см.

Чтобы надуть такой шар до указанного диаметра, в него потребуется закачать 11,4 л гелия (500 шт. таких шаров из баллона 40 л), а в растянутый шар достаточно будет закачать все лишь 10,4 л гелия, т.е. на литр газа меньше (548 шт. таких же шаров из баллона 40 л). Дополнительные 48 шаров получается надуть из сэкономленного гелия. Экономия — 10%.

Шары BELBAL (Бельгия), пастель, размером 12″, надутый до диаметра 27 см.

Чтобы надуть такой шар до указанного диаметра, в него потребуется закачать 12 л гелия (475 шт. таких шаров из баллона 40 л), а в растянутый шар достаточно будет закачать все лишь 10,8 л гелия, т.е. на 1,2 л газа меньше (527 шт. таких же шаров из баллона 40 л). Дополнительные 52 шара получается надуть из сэкономленного гелия. Экономия — 10%.

Шары GEMAR (Италия), металлик, размером 10″, надутый до диаметра 22 см.

Чтобы надуть такой шар до указанного диаметра, в него потребуется закачать 7,6 л гелия (750 шт. таких шаров из баллона 40 л), а в растянутый шар достаточно будет закачать все лишь 6,4 л гелия, т.е. на 1,2 л газа меньше (890 шт. таких же шаров из баллона 40 л). Дополнительные 140 шаров получается надуть из сэкономленного гелия. Экономия — 18%.

В общем случае, величина экономии гелия зависит от нескольких факторов: от качества шаров (кто производитель), от типа шаров (металлик, пастель и пр.), от размера шаров; от того, насколько раздуваются шары при растягивании и от того, насколько потом шары надуваются гелием.

По нашему опыту, в среднем, величина экономии гелия составляет около 10 — 15%.

Дополнительная экономия гелия состоит в том, что при растягивании выявляются шары с заводским браком, которые лопаются при надувании бесплатным воздухом, а не гелием.

Надувание больших шаров

Предварительная растяжка воздухом становится необходимой при надувании шаров большого размера: 36″, т.е. футовых, метровых, или как их еще называют: «олимпийских шаров». Для надувания такого шара требуются сотни литров гелия. При предварительном надувании воздухом таких шаров выявляется заводской брак, а это уже большая экономия гелия. Так же, экономия гелия в 10 — 15% на таких объемах имеет большой экономический эффект.

Использование гелиево-воздушной смеси

При нормальных условиях, литр гелия весит 0,178 г, а литр воздуха весит 1,293 г, т.е. гелий в семь раз легче воздуха. Поэтому шар, надутый гелием, весит меньше, чем объем воздуха, который этот шар занимает. Окружающий воздух давит на шар и выталкивает его из себя. Чем выше находится шарик — тем меньше воздух давит на гелиевый шар. Поэтому окружающий воздух выталкивает шар именно наверх. Шар с гелием всплывает так же, как всплывает деревяшка, брошенная в воду.

Давление окружающей среды на шар называется подъемной силой (закон Архимеда). Гелиевый шар обладает летучестью, потому что на него действует подъемная (архимедова) сила. Подъемная сила зависит от объема шара – чем больше объем шара, тем больше подъемная сила.

Например, при нормальных условиях, в один обычный шар размером 12″, раздутый до оптимального размера (27 см), помещается около 11 литров гелия. Подъемная сила, действующая на шар, составит

Читайте также:  Какое лечение при пониженном давлении

12,3 г = 11 х (1,293 – 0,178)

Вес самого шара – около 2 г. Подъемная сила много больше веса шара и поэтому шар взлетает. Более того, он может поднять груз массой около 10 г.

Для экономии гелия шары надувают смесью гелия с воздухом. Например, надуем тот же обычный шар 12″ гелиево-воздушной смесью, состоящей из 60% гелия и 40% воздуха. Внутри надутого шара будет находиться 6,6 литров гелия и 4,4 литра воздуха. Подъемная сила, действующая на шар, составит

7,4 г = 6,6 х (1,293 — 0,178 )

Вес самого шара — 2 г, вес воздуха, находящегося внутри шара, 5,6 г = 1,293 х 4,4. В итоге, шар надутый гелиево-воздушной смесью легче объема воздуха, который он занимает, всего на 1,8 г = 7,4 — 5,6. Однако такой шар все равно взлетит.

На практике, шары 12″ рекомендуется надувать смесью: 20% воздуха и 80% гелия. Смесью из 40% воздуха и 60% гелия смело можно надувать шары с размером 14″ и более. Шары с размерами менее 12″ рекомендуется надувать только гелием.

Для смешивания гелия с воздухом существуют специальные насадки — редукторы на баллоны, например CONWIN 81750. Если закрыть оба отверстия воздухозаборников, то шары будут надуваться только гелием. Если закрыть одно из отверстий воздухозаборника, то шары будут надуваться смесью 80% гелия + 20% воздуха. Если оба отверстия воздухозаборников будут открыты, то в шары будет нагнетаться смесь, состоящая из 60% гелия + 40% воздуха.

Так же, чтобы получить внутри шара гелиево-воздушную смесь, можно обойтись без специального редуктора, если использовать специальный способ надувания шаров

Шар частично надувают воздухом, потом, зажав шейку шара, его одевают на баллон и додувают до необходимого размера уже гелием.

Например, надуем шар воздухом до половины желаемого диаметра и потом додуем гелием. В этом случае в шаре окажется гелиево-воздушная смесь, состоящая примерно из 85% гелия + 15% воздуха. Это вполне подходит для надувания шаров размером 12″.

Например, надуем шар до трети желаемого диаметра и потом додуем гелием. В этом случае, в шаре окажется гелиево-воздушная смесь, примерно состоящая из 70% гелия + 30% воздуха. Это вполне подходит для надувания шаров размером 14″ и более.

Надувание латексных шаров смесью гелия с воздухом, кроме уменьшения подъемной силы, не приводит ни к каким другим эффектам. Шары сохраняют свою форму в течение всего времени жизни, которое тоже не меняется.

Источник

Источник

Экономия гелия при надувании шаров из латекса

/

Предварительная растяжка шаров воздухом

Повышенное давление

Давление газа внутри надутого латексного шара больше атмосферного давления, иначе шар не надуть. Убедиться в том, что газ внутри надутого шара содержится при повышенном давлении, очень просто: достаточно лопнуть надутый шар. Громкий хлопок лопающегося шара демонстрирует нам, насколько давление внутри шара было повышено: чем выше давление в шаре, тем громче хлопок.

Повышенное давление внутри шара необходимо для того, чтобы преодолеть силы упругости стенок шара и придать шару заданную форму. Для создания избыточного давления в шар закачивается гелий в объеме большем, чем геометрический объем надутого шара. Чем больше давление внутри шара, тем большее количество гелия надо потратить, чтобы надуть шар. Верно и наоборот, чем меньше давление внутри надутого шара, тем меньше нам потребуется гелия.

Иными словами, если каким-либо способом удастся уменьшить силы упругости стенок шара, то для надувания шара потребуется меньше гелия. Такой способ есть, он заключается в предварительном растягивании шара воздухом.

Растягивание шара воздухом

Вначале шар надувают компрессором до оптимального размера (без калибровки, разумеется), затем выпускают воздух из шара и только после этого надувают шар гелием. Энергия нагнетаемого воздуха растягивает шар и ориентирует длинные молекулы каучука (глобулы) вдоль плоскости, касательной к поверхности шара. Перегруппировка ориентации молекул приводит к тому, что шар в нужном направлении становится гораздо мягче. Перегруппировка положения молекул относительно друг друга приводит к тому, что растянутый шар (в ненадутом состоянии) имеет большие размеры, чем не растянутый.

Растянутый шар не может самостоятельно вернуться в первоначальное состояние — ему для этого необходима энергия, ну а где же ее взять?

Обычный и растянутый шары

Кстати, если дать шару эту энергию, то он сможет полностью восстановиться. Для этого шар можно погрузить в кипяток, и через недолгое время, шар примет обычную форму, размер и вернет все свои свойства.

Экономия гелия

При надувании гелием растянутого шара, гелий не тратится на растяжение самого шара (это делается воздухом и заранее), но расходуется на наполнение объема шара. Повышенное давление внутри растянутого шара лишь немного превышает атмосферное давление. Предварительно растянутые шары, надутые гелием, лопаются гораздо тише.

Шары GLOBOS PAYASO (Мексика), пастель, размером 12″, надутый до диаметра 28 см.

Чтобы надуть такой шар до указанного диаметра, в него потребуется закачать 11,4 л гелия (500 шт. таких шаров из баллона 40 л), а в растянутый шар достаточно будет закачать все лишь 10,4 л гелия, т.е. на литр газа меньше (548 шт. таких же шаров из баллона 40 л). Дополнительные 48 шаров получается надуть из сэкономленного гелия. Экономия — 10%.

Шары BELBAL (Бельгия), пастель, размером 12″, надутый до диаметра 27 см.

Чтобы надуть такой шар до указанного диаметра, в него потребуется закачать 12 л гелия (475 шт. таких шаров из баллона 40 л), а в растянутый шар достаточно будет закачать все лишь 10,8 л гелия, т.е. на 1,2 л газа меньше (527 шт. таких же шаров из баллона 40 л). Дополнительные 52 шара получается надуть из сэкономленного гелия. Экономия — 10%.

Шары GEMAR (Италия), металлик, размером 10″, надутый до диаметра 22 см.

Чтобы надуть такой шар до указанного диаметра, в него потребуется закачать 7,6 л гелия (750 шт. таких шаров из баллона 40 л), а в растянутый шар достаточно будет закачать все лишь 6,4 л гелия, т.е. на 1,2 л газа меньше (890 шт. таких же шаров из баллона 40 л). Дополнительные 140 шаров получается надуть из сэкономленного гелия. Экономия — 18%.

В общем случае, величина экономии гелия зависит от нескольких факторов: от качества шаров (кто производитель), от типа шаров (металлик, пастель и пр.), от размера шаров; от того, насколько раздуваются шары при растягивании и от того, насколько потом шары надуваются гелием.

По нашему опыту, в среднем, величина экономии гелия составляет около 10 — 15%.

Дополнительная экономия гелия состоит в том, что при растягивании выявляются шары с заводским браком, которые лопаются при надувании бесплатным воздухом, а не гелием.

Надувание больших шаров

Предварительная растяжка воздухом становится необходимой при надувании шаров большого размера: 36″, т.е. футовых, метровых, или как их еще называют: «олимпийских шаров». Для надувания такого шара требуются сотни литров гелия. При предварительном надувании воздухом таких шаров выявляется заводской брак, а это уже большая экономия гелия. Так же, экономия гелия в 10 — 15% на таких объемах имеет большой экономический эффект.

Использование гелиево-воздушной смеси

При нормальных условиях, литр гелия весит 0,178 г, а литр воздуха весит 1,293 г, т.е. гелий в семь раз легче воздуха. Поэтому шар, надутый гелием, весит меньше, чем объем воздуха, который этот шар занимает. Окружающий воздух давит на шар и выталкивает его из себя. Чем выше находится шарик — тем меньше воздух давит на гелиевый шар. Поэтому окружающий воздух выталкивает шар именно наверх. Шар с гелием всплывает так же, как всплывает деревяшка, брошенная в воду.

Давление окружающей среды на шар называется подъемной силой (закон Архимеда). Гелиевый шар обладает летучестью, потому что на него действует подъемная (архимедова) сила. Подъемная сила зависит от объема шара – чем больше объем шара, тем больше подъемная сила.

Например, при нормальных условиях, в один обычный шар размером 12″, раздутый до оптимального размера (27 см), помещается около 11 литров гелия. Подъемная сила, действующая на шар, составит

Читайте также:  Какое рабочее давление у детей

12,3 г = 11 х (1,293 – 0,178)

Вес самого шара – около 2 г. Подъемная сила много больше веса шара и поэтому шар взлетает. Более того, он может поднять груз массой около 10 г.

Для экономии гелия шары надувают смесью гелия с воздухом. Например, надуем тот же обычный шар 12″ гелиево-воздушной смесью, состоящей из 60% гелия и 40% воздуха. Внутри надутого шара будет находиться 6,6 литров гелия и 4,4 литра воздуха. Подъемная сила, действующая на шар, составит

7,4 г = 6,6 х (1,293 — 0,178 )

Вес самого шара — 2 г, вес воздуха, находящегося внутри шара, 5,6 г = 1,293 х 4,4. В итоге, шар надутый гелиево-воздушной смесью легче объема воздуха, который он занимает, всего на 1,8 г = 7,4 — 5,6. Однако такой шар все равно взлетит.

На практике, шары 12″ рекомендуется надувать смесью: 20% воздуха и 80% гелия. Смесью из 40% воздуха и 60% гелия смело можно надувать шары с размером 14″ и более. Шары с размерами менее 12″ рекомендуется надувать только гелием.

Для смешивания гелия с воздухом существуют специальные насадки — редукторы на баллоны, например CONWIN 81750. Если закрыть оба отверстия воздухозаборников, то шары будут надуваться только гелием. Если закрыть одно из отверстий воздухозаборника, то шары будут надуваться смесью 80% гелия + 20% воздуха. Если оба отверстия воздухозаборников будут открыты, то в шары будет нагнетаться смесь, состоящая из 60% гелия + 40% воздуха.

Так же, чтобы получить внутри шара гелиево-воздушную смесь, можно обойтись без специального редуктора, если использовать специальный способ надувания шаров

Шар частично надувают воздухом, потом, зажав шейку шара, его одевают на баллон и додувают до необходимого размера уже гелием.

Например, надуем шар воздухом до половины желаемого диаметра и потом додуем гелием. В этом случае в шаре окажется гелиево-воздушная смесь, состоящая примерно из 85% гелия + 15% воздуха. Это вполне подходит для надувания шаров размером 12″.

Например, надуем шар до трети желаемого диаметра и потом додуем гелием. В этом случае, в шаре окажется гелиево-воздушная смесь, примерно состоящая из 70% гелия + 30% воздуха. Это вполне подходит для надувания шаров размером 14″ и более.

Надувание латексных шаров смесью гелия с воздухом, кроме уменьшения подъемной силы, не приводит ни к каким другим эффектам. Шары сохраняют свою форму в течение всего времени жизни, которое тоже не меняется.

***************************************

Автор: Лещанов Сергей

Оглавление публикаций

Источник

Физика на воздушых шариках | Образовательная социальная сеть

Муниципальное общеобразовательное учреждение

 гимназия №3 Центрального района

Физика

 на воздушных шариках

Учебный проект

             Выполнил:

                                                         Белозеров Борис, ученик 8 «Б» класса

                    Руководитель: 

                                                    Димитренко Марина Леонидовна,

                      учитель физики  

Содержание

введение……………………………………………………………………3

глава I

история создания воздушных шариков………………………4

глава II

практическая часть……………………………………………………7

заключение………………………………………………………………..11

библиография……………………………………………………………..12

приложения………………………………………………………………..13

Введение

     Воздушные шарики. Вроде бы, такая простая и обыденная вещь. Но на самом деле это – огромный простор для физических экспериментов. На них можно проверять важнейшие физические законы, измерять физические величины, доказывать различные предположения.

Цель проекта

Исследовать гидростатические явления с помощью воздушных шариков

Задачи проекта

  1. Поставить ряд экспериментов по наблюдению гидростатических явлений
  2. Проанализировать наблюдаемые явления и сформулировать выводы
  3. Создать мультимедийную презентацию    

Глава I

История создания воздушных шариков

     Глядя на современные воздушные шары, многие люди думают, что эта яркая, приятная игрушка стала доступной только недавно. Некоторые, более осведомленные, считают, что воздушные шары появились где-то в середине прошлого века, одновременно с началом технической революции.
    На самом деле это не так. История шаров, наполненных воздухом, началась гораздо раньше. Только выглядели предки наших шариков совсем не так, как сейчас.
    Первые, дошедшие до нас, упоминания об изготовлении летящих в воздухе шаров встречаются в карельских рукописях. В них описывается создание такого шара, сделанного из  кожи кита и быка. А летописи XII века рассказывают нам о том, что в карельских поселках воздушный шар имела практически каждая семья. Причем именно с помощью таких шаров древние карелы частично решали проблему бездорожья — шары помогали людям преодолевать расстояния между населенными пунктами. Но такие путешествия были достаточно опасными: оболочка из шкур животных не могла выдерживать давление воздуха долгое время – то есть, говоря другими словами, эти воздушные шары были взрывоопасными. И вот, в итоге,  от них остались только легенды.
    Но не прошло и 7 столетий с той полумифической эпохи, как в Лондоне профессором Майклом Фарадеем были изобретены резиновые воздушные шары. Ученый изучил эластические свойства каучука – и соорудил из этого материала две «лепешки». Для того чтобы «лепешки» не слипались, Фарадей обработал их внутренние стороны мукой. И после этого пальцами склеил их необработанные, оставшиеся липкими края. В итоге получилось нечто вроде мешочка, который можно было использовать для опытов с водородом.
    Лет через 80 после этого научный мешочек для водорода превратился в популярную забаву: каучуковые шары широко использовались в Европе во время городских праздников. За счет наполнявшего их газа они могли подниматься вверх – и это очень нравилось публике, еще не избалованной ни воздушными полетами, ни другими чудесами техники.
    Но эти воздушные шарики чем-то походили на своих легендарных предшественников: в них применялся водород (а он, как известно, газ взрывоопасный). Но, тем не менее, к водороду все привыкли – благо, что особых бед от шариков с этим газом не было вплоть до 1922 года. Тогда в США на одном из городских праздников некий шутник ради забавы взорвал художественное оформление праздника – то есть воздушные шарики. В результате этого взрыва пострадал чиновник, и поэтому органы правопорядка отреагировали достаточно оперативно. Забаву, оказавшуюся достаточно опасной, наконец-то прекратили, запретив наполнять воздушные шарики водородом. От этого решения никто не пострадал – место водорода в шариках моментально занял гораздо более безопасный гелий. Этот новый газ поднимал шарики вверх ничуть не хуже, чем это делал водород.
    В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик (полимер латекс получают из водных дисперсий каучуков). И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться! До этого они могли быть только круглыми – а с приходом латекса впервые появилась возможность создавать длинные, узкие шарики. Это новшество немедленно нашло применение: дизайнеры, оформляющие праздники, стали создавать из шаров композиции в виде собак, жирафов, самолетов, шляп… Компания Нейла Тайлотсона продавала через почту миллионы комплектов шаров, предназначенных для создания смешных фигурок.
    Качество воздушных шариков в то время было далеко не таким, как сейчас: при надувании шарики теряли часть своей яркости, они были непрочными и быстро лопалось. Поэтому воздушные шарики медленно утрачивали свою популярность – то, что они могут летать в воздухе, в двадцатом веке уже не казалось таким чудесным и интересным.
Поэтому, еще задолго до конца 20 века, воздушные шарики стали раскупаться только для городских и детских праздников.
    Но изобретатели не забывали о воздушных шариках, работали над их улучшением. И ситуация изменилась. Сейчас промышленность выпускает такие шарики, которые не теряют цвет при своем надувании – и вдобавок стали гораздо более прочными, долговечными. Поэтому сейчас воздушные шарики вновь стали очень популярны – дизайнеры охотно используют их при оформлении разнообразных праздников, концертов, презентаций. Свадьбы, дни рождения, общегородские праздники, PR-компании, шоу… — обновленные, яркие шары везде на месте. Вот такая интересная, давняя история у простой, с детства знакомой нам забавы.

Читайте также:  Какое давление в новом расширительном баке

Глава II

Практическая часть

Эксперимент №1

Качественное сравнение плотностей воды – горячей, холодной и соленой

     Если исследовать не смешивающиеся и не вступающие в химическую реакцию жидкости, то достаточно просто слить их в один прозрачный сосуд, допустим, пробирку. О плотности можно судить по расположению слоев: чем ниже слой, тем выше плотность. Другое дело, если жидкости смешиваются, как, например, горячая, холодная и соленая вода.

     Мы сравниваем поведение шариков, наполненных водой горячей, холодной и подсоленной в, соответственно, горячей, холодной и подсоленной воде. В результате опыта мы можем сделать вывод о плотностях этих жидкостей.

Оборудование: три шарика разных цветов, трехлитровая банка, холодная, горячая и соленая вода.

Ход эксперимента

  1. Наливаем три порции разной воды в шарики – в синий горячую,

в зеленый  холодную и в красный  соленую воду.

2. Наливаем в банку горячую воду, помещаем туда по очереди шарики (Приложение №1).

3. Наливаем в емкость холодную воду, снова помещаем туда по очереди все шарики.

4. Наливаем в банку соленую воду, наблюдаем за поведением шариков.

Вывод: 

1. Если плотность жидкостей различна, то жидкость с меньшей плотностью всплывает над жидкостью с большей плотностью, то есть

p горячей воды

2. Чем больше плотность жидкости, тем больше ее выталкивающая сила:

FА=pVg; так как V и g постоянны FА зависит от величины p.

Эксперимент №2

 «Шарик в парилке»

Оборудование: шарик, миска, 300 мл кипятка.

Ход эксперимента.

1. Измеряем объем шарика до эксперимента (Приложение №2).

2. Кладем шарик в миску и обливаем его горячей водой из банки.

3. Измеряем новый объем шарика.

Вывод: так как объем шарика значительно увеличился после обливания кипятком, значит воздух, содержавшийся в шарике, при нагревании расширился, что доказывает наличие теплового расширения и увеличение давления газов при повышении температуры.

Эксперимент №3

«Шарик на морозе»

Оборудование: шарик, миска, холодильник.

1. Измеряем объем шарика до эксперимента (Приложение №3).

2. Кладем шарик в миску и оставляем его на 2 часа в морозилке.

3. Измеряем новый объем шарика .

Вывод: так как объем шарика значительно уменьшился после нагревания, значит воздух, содержавшийся в шарике, при охлаждении сжался, что доказывает зависимость объема и давления газов от температуры.

Эксперимент №4

 «Шарик в банке»

Оборудование: шарик, трехлитровая банка, горячая вода.

Ход эксперимента.

1. Наливаем в шарик воду так, чтобы он не проходил в горлышко банки.

2. Наливаем в банку горячую воду, болтаем и выливаем ее. Оставляем банку на 5 минут.

3. Кладем шарик, наполненный водой, на банку. Ждем 20 минут. Шарик падает в банку (Приложение №4).

Вывод: так как шарик, наполненный водой и больший по диаметру, чем горлышко банки, провалился внутрь, значит, имеет место разница давлений: теплый воздух внутри банки имеет меньшую плотность, чем атмосферный воздух, давление внутри меньше; следовательно, большее  атмосферное давление способствует проникновению шарика в банку.

Эксперимент №5

 «Воздушный парадокс»

Оборудование: два воздушных шарика, по-разному надутых, трубка из пластика, подставка.

Ход эксперимента.

1. Измеряем начальные объемы шариков (Приложение №5).

2.Натягиваем горловины обоих шариков, при этом закрытые, на разные концы трубки.

3.Раскрываем горловины  для свободного  сообщения воздуха между шариками.

4. Измеряем новые объемы шариков.

Вывод: давление газа внутри сферы тем больше, чем меньше ее радиус.

Эксперимент № 6

 Изучение давления твердых тел

Оборудование: иппликатор Кузнецова, шарик.

Ход эксперимента.

1. Кладем шарик на иппликатор (Приложение №6).

2. Надавливаем на шарик предварительно измеренным грузом.

3. Наблюдаем за поведением шарика.

Вывод: давление распределяется равномерно по всей поверхности шарика, и до определенного момента давление это для шарика безобидно.

Заключение

На воздушных шариках можно изучать законы давления тел и газов, тепловое расширение (сжатие), давление газов, плотность жидкостей и газов, закон Архимеда; можно даже сконструировать приборы для измерения и исследования физических процессов.

         Опыты, проведенные нами, доказывают, что шарик – отличное пособие для изучения физических явлений и законов. Использовать нашу работу можно в школе, в 7 классе, при изучении разделов «Первоначальные сведения о строении вещества», «Давление твердых тел, жидкостей и газов». Собранный исторический материал применим на занятиях кружка по физике и внеклассных мероприятиях.

Созданная на основе практической части компьютерная презентация поможет школьникам быстрее понять сущность изучаемых физических явлений, вызовет большое желание проводить эксперименты с помощью простейшего оборудования (Приложения №7,№8).

Очевидно, что наша работа способствует формированию неподдельного  интереса к изучению физики.

Библиография.

  1. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.demaholding.ru
  2. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.genon.ru
  3. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.brav-o.ru
  4. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.vashprazdnik.com
  5. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.aerostat.biz
  6. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.sims.ru
  7. Туркина Г. Физика на воздушных шариках. // Физика. 2008. №16.

с.25-30.

Приложение №1

Приложение №2

Приложение №3

Приложение №4

Приложение №5

Приложение №6

Приложение №7

Рецензия

На рецензию представлена работа Белозерова Бориса, ученика 8 «Б» класса

муниципального общеобразовательного учреждения гимназия №3

Центрального района г. Волгограда

«Физика

на воздушных шариках».

Работа включает в себя литературный обзор по истории создания воздушных шариков, практическую часть и заключение. В приложении приведены демонстрации, которые по своему содержанию являются экспериментами. В работе сформулирована цель и задачи, которые нужно решить для достижения цели. Хочется отметить, что поставленные задачи в работе решены не без экспериментального изящества, что указывает на способности Бориса Белозерова к исследовательской работе. Нужно отметить и качественную мультимедийную презентацию работы. Следует отметить, что полученные результаты вышли за рамки исследования гидростатических явлений ,что потребовало привлечения знаний из других разделов физики и это конечно только украсило работу.

Исходя из перечисленных результатов работы, можно сделать вывод, что Борис Белозеров продемонстрировал умения и навыки, которые заслуживают высокой оценки.

Доцент кафедры «Физика» ВолгГАСУ,

Приложение №8

Отзывы учащихся седьмых классов

о проекте «Физика на воздушных шариках»

Семенова Диана, 7 «Б» класс: «Я поняла, что даже с помощью таких простых предметов, как шарик и банка, можно проводить опыты и изучать физику. Работа очень интересная, познавательная, с яркими иллюстрациями. Особенно мне понравился такой опыт, когда воздушный шарик обливали холодной и горячей водой. Я еще раз убедилась, что давление газа при охлаждении уменьшается, а при нагревании увеличивается».

Кукина Анастасия, 7 «В» класс: «Мне очень понравился этот проект. Боря Белозеров показал сложные физические явления на простых предметах – воздушных шариках. Я считаю, что проект получился очень удачным, красочным и интересным. Я узнала много нового и поняла то, что раньше было непонятным».

Маркин Иван, 7 «А» класс: «Опыты меня заинтересовали настолько, что я и сам попробовал их сделать. У меня получилось, хотя в некоторые результаты я сначала не поверил. Хочу сказать огромное спасибо за такой проект».

Янчак Диана, 7 «А» класс: «Мне понравилось, потому что эти опыты очень интересные. Старые знания подтвердились экспериментально еще раз. Можно провести их дома. Больше всего мне понравилось, когда шарик лежал на острых колючках и не лопался».

Никифоров Александр, 7 «Б» класс : «Своей работой Боря показал, что интересные эксперименты можно проводить, не покупая специальных приборов. Созданная презентация хороша тем, что ее могут понять ученики любого уровня. Она очень яркая. Любой человек может повторить эти опыты дома».

Егоров Алексей, 7 «Б» класс: «Эта работа меня заинтересовала. В дальнейшем, я тоже хочу попробовать  сделать подобную работу».

Кузнецова Юлия, 7 «В» класс : «Некоторые опыты были неожиданными в том смысле, что все думали, что получится одно, а получалось совсем наоборот. Презентация всех поразила».

Бутурлакина Анастасия, 7 «А» класс: «Работа очень интересная, расширяет кругозор. Результаты некоторых опытов совершенно неожиданны. Так в опыте с двумя шариками в маленьком шарике давление воздуха больше, чем в большом. Работа Белозерова Б. заслуживает внимания».

Тулаев Олег, 7 «Б» класс: «Я узнал много нового. Самое интересное, что эти эксперименты можно сделать дома. Все показано очень наглядно».

Ежова Елена. 7 «А» класс: «Было интересно. Хочется самой сделать такой проект».

Бартасинский Дмитрий, 7 «В»: «Проект очень понравился. Интересный и увлекательный. Все очень хорошо и подробно описано. Опыты очень интересные».

Источник