Aqui está o que acontece com um balão esticado sobre a boca de uma garrafa vazia quando colocada em água quente, juntamente com uma explicação das transferências de energia:

A ciência por trás disso

Esta é uma demonstração clássica da relação entre temperatura, volume e pressão de um gás. Aqui está o colapso:

1. Estado inicial: A garrafa contém ar à temperatura ambiente. O balão é esticado sobre a abertura, criando um sistema selado.

2. Transferência de calor: Quando a garrafa é colocada em água quente, a energia térmica é transferida da água para o ar dentro da garrafa.

3. Motivo molecular aumentado: Essa energia térmica faz com que as moléculas de ar dentro da garrafa se movam mais rápido e colidam com mais frequência com as paredes da garrafa e o balão.

4. aumento da pressão: As colisões aumentadas resultam em um aumento na pressão dentro da garrafa.

5. expansão de volume: Como o balão é flexível, ele pode se expandir para acomodar o aumento da pressão. O ar dentro da garrafa se expande, empurrando o balão para fora.

Transferências de energia:

* Transferência de calor: A transferência de energia primária é o calor que se move da água quente para o ar dentro da garrafa. Isso é chamado condução À medida que o calor se move através do contato direto.
* energia cinética: A energia térmica é absorvida pelas moléculas de ar, aumentando sua energia cinética (energia do movimento). É por isso que as moléculas se movem mais rápido.
* Pressão: O aumento da energia cinética das moléculas de ar leva a colisões mais frequentes e fortes com as paredes da garrafa e o balão, aumentando a pressão.
* energia potencial: O balão se expande, armazenando energia potencial à medida que se estende contra a pressão do ar dentro.

O que acontece com o balão:

O balão inflará visivelmente à medida que o ar dentro da garrafa se expande. A extensão da inflação depende da temperatura da água, do tamanho da garrafa e da elasticidade do balão.

Nota importante: Se a garrafa for fechada com força e o balão for forte o suficiente, a pressão dentro poderá aumentar para um ponto em que o balão explode. Esta é uma preocupação de segurança, portanto, tenha cuidado com este experimento!