Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (133 KB)
W cylindrze zamkniętym tłokiem znajduje się powietrze, w którym unosi się
bańka mydlana. Przesunięto tłok, sprężając powietrze. Jeśli przepływy ciepła
można pominąć (przemiana adiabatyczna), to mocniej ogrzało się powietrze
wewnątrz bańki, czy na zewnątrz niej, czy jednakowo?
Rozwiązanie
Ciśnienie wewnątrz bańki
jest równe sumie ciśnienia
zewnętrznego
i ciśnienia samej błonki
Ciśnienie błonki
jest odwrotnie proporcjonalne do jej promienia, czyli do pierwiastka trzeciego
stopnia z objętości powietrza wewnątrz bańki
Dla małych
przyrostów mamy więc
Równanie przemiany adiabatycznej gazu w zmiennych
w wersji
różniczkowej ma postać
gdzie
Stąd
Zapiszmy jeszcze przemianę adiabatyczną wewnątrz i zewnątrz bańki
w zmiennych
:
Jeśli początkowo temperatury były jednakowe, to podstawiając zmiany
ciśnienia do wzoru
dochodzimy do wyniku
z którego widać, że wewnątrz bańki wzrost temperatury był większy.