Hoe kan het volume afnemen bij een ballon?

Toon stelde deze vraag op 17 februari 2015 om 16:07.

Een vraag uit mijn boek luidt: 'Leg uit waardoor een hard opgeblazen ballon iets kleiner wordt als je er 's winters vanuit de huiskamer mee naar buiten gaat.'
Mijn antwoordenboek zegt: 'Als je naar buiten gaat daalt de temperatuur, dus neemt het volume van de ballon af.'
Ik snap dat de druk minder wordt doordat de temperatuur lager wordt, maar ik snap niet hoe een volume van een ballon kan afnemen?

Reacties

Theo op 17 februari 2015 om 16:15
Een ballon is geen gietijzeren vorm maar van rubber. Als je de ballon laat leeglopen dan is het een klein, slap geval. Als je hem opblaast en dichtknoopt dat zit er een hoeveelheid lucht in die de ballon zover laat opzwellen dat de druk binnen en buiten gelijk is (1 atm = 1 bar = 105 Pa).
In de ballon zit een vaste hoeveelheid lucht. Het gedrag ervan voldoet aan de algemene gaswet:  pV = nRT   Als T kleiner wordt, dan moet pV ook kleiner worden. Maar de buitendruk blijft ca. p = 1 atm en de ballon moet dus met volume V kleiner worden totdat de binnendruk in de ballon weer 1 atm is. Als het kleiner blijft zal de ballon krimpen (dat kan als elastische rubberen vorm) tot een volume waarbij p weer 1 atm zal zijn.

Had je een dikke stalen kogel (of beter: twee halve die tegen elkaar gedrukt worden) gehad (die niet in volume wijzigt) dan zou bij afkoeling het gas in de kogel de druk moeten afnemen om pV = nRT in evenwicht te houden. pV wordt kleiner. Maar V kan niet kleiner worden, dus moet p kleiner worden. En dat merk je meteen. De buitenlucht met p = 1 atm is nu groter dan de druk binnen en deze buitendruk gaat dus op de kogel drukken. Zo veel zelfs dat bij voldoende lage temperatuur (en daardoor lage binnendruk in de kogel) de kogelhelften niet meer van elkaar te trekken zijn: de beroemde Maagdenburger halve bollen!
Jan van de Velde op 17 februari 2015 om 16:38
En neem nu eens een 1½ L plastic limonadefles, leeg, binnen in huis, en draai de dop er vast op. Zet hem eens een kwartiertje buiten bij deze wat winterse temperaturen.....

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft tweeëntwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)