Почему объём воздушного шарика, заполненного водой, увеличивается при поднятии над землёй?

Японка

59

Когда воздушный шарик, заполненный водой, поднимается над землей, его объем увеличивается из-за изменения давления и его взаимодействия с окружающей средой.

Давайте разберемся подробнее в механизме происходящего. Когда шарик находится на земле, вода в нем испытывает силу тяжести, направленную вниз. При подъеме шарика над землей эта сила тяжести уменьшается. Но что происходит с давлением?

Вращение земли создает атмосферное давление, которое направлено от центра Земли во все стороны. Это давление надводной колонки воздуха надлежащей высоты составляет около 101325 Па на уровне моря. При движении вверх на каждые 10 метров выше уровня моря давление атмосферы уменьшается примерно на 1000 Па.

Когда шарик поднимается, воздух вокруг него становится разреженным. В то же время, вода в шарике сохраняет свой объем. Из-за разницы внутреннего давления воды и внешнего давления атмосферы, возникает разница в давлении между внутренней и внешней сторонами стенок шарика.

Разреженность воздуха над шариком приводит к тому, что наружное давление (внешнее атмосферное давление) становится меньше, чем давление, создаваемое водой внутри шарика. Это приводит к тому, что шарик, заполненный водой, расширяется. Вода испытывает силу, направленную наружу, и увеличивается ее объем.

Это явление известно как закон Паскаля, который описывает давление в жидкостях. Он гласит, что давление, создаваемое в жидкости, передается равномерно во все направления. Таким образом, когда вода внутри шарика создает давление, это давление распространяется во все стороны, в том числе и на стенки шарика.

Таким образом, объем воздушного шарика, заполненного водой, увеличивается при поднятии над землей из-за разницы внешнего атмосферного давления и давления, создаваемого водой внутри шарика. Это явление объясняется законом Паскаля, который описывает передачу давления в жидкостях.