氣球敞著口竟然不會癟？這種結構你能想到嗎｜正經玩

聽說你的肺活量很大？

給你一個普通的礦泉水瓶和一個氣球

你能把它吹大嗎？

不僅要把氣球吹大，還要讓它敞著口也不漏氣！

這聽起來是不是有點離譜？

實驗器材

礦泉水瓶、氣球、圖釘、所標杯

實驗步驟

把氣球塞進礦泉水瓶里，然后把氣球的開口處翻卷過來，緊緊套在礦泉水瓶的瓶口上，確保瓶口完全密封（根據尺寸可以選擇加一根橡皮筋效果更好）。

用圖釘在礦泉水瓶的側面偏下位置，小心地扎一個小孔。

安全提示：使用尖銳物品扎孔時請務必注意安全！小朋友請在家長陪同下操作。

第三步：

用手堵住瓶子底部的小孔，然后對著氣球吹氣，你會發現氣球怎么都吹不大（反正小編這4000的肺活量是廢了）。

第四步：

松開瓶子底部的小孔，直接用嘴巴對著氣球吹氣，你會發現氣球很容易就被吹大。

第五步：

當氣球吹到足夠大之后，迅速用手指堵住瓶子底部的小孔。這時候你可以松開嘴——神奇的事情發生了：氣球明明敞著口，卻沒有癟回去。把堵住小孔的手指松開，“嘶——”的一聲，伴隨著外界空氣的涌入，氣球又癟了回去，可以通過控制小孔的開閉控制氣球的放氣。

原理解說

這個簡單的裝置被稱為哈勃瓶。許多人第一次嘗試把氣球塞進完好的空瓶子里吹時，會發現無論使出多大勁，氣球都只能鼓起一點點。這是因為瓶子里的空間已經被空氣占據了，當你往氣球里吹氣時，氣球膨脹擠壓瓶內的空氣，導致瓶內空氣體積縮小、壓強急劇增大。這股氣壓會阻止氣球進一步膨脹。

而 我們制作哈勃瓶的關鍵，就在于那個不起眼的小孔。

當你沒有堵住小孔吹氣球時，氣球不斷膨脹，瓶內原本的空氣受到擠壓，從小孔排出。這時候，你主要克服的是氣球本身的橡膠彈力，和露在空氣中吹氣球差別不大，能輕松把它吹大。

那么，為什么堵住小孔后，氣球敞著口也不會癟呢？

這就涉及到大氣壓。當我們吹大氣球并用手指堵住小孔時，瓶子內部（氣球與瓶壁之間）形成了一個相對密閉的空間。氣球想要依靠自身的橡膠彈性收縮回原狀，但這會使得瓶內那個密閉空間的體積變大。根據玻意耳定律（Boyle's law），在溫度不變的情況下，一定質量氣體的壓強與體積成反比。體積變大，瓶內殘留空氣的壓強就會降低，變得比外界的大氣壓小得多。

此時，外界大氣壓順著氣球敞開的口子，作用在氣球內部的壁上；而氣球外側（瓶子內部）的氣壓卻非常低。正是內外巨大的氣壓差，抵消了橡膠的收縮力，讓氣球呈現出一種“敞著口卻不漏氣”的狀態。把這個現象搬到宏觀的科學史中，就是著名的馬德堡半球實驗。

我們人類一直生活在空氣中，承受著大氣壓強。但在17世紀以前，人們并沒有大氣壓的概念。直到1643年，托里拆利通過水銀柱實驗首次證明了大氣壓的存在。

托里拆利用水銀柱高度來測量大氣壓

1654年，德國馬德堡市的市長、物理學家奧托·馮·格里克為了向大眾直觀展示這股力量，打造了兩個直徑約36厘米的空心銅半球。他將兩個半球合攏，抽出里面的空氣。使球內接近真空。結果，外界的大氣壓將兩個半球緊緊壓在一起，以至于需要用16匹高頭大馬才能將它們拉開。這個實驗首次讓世人直觀地感受到大氣壓的威力。

馬德堡半球實驗

今天，我們用一個礦泉水瓶和一只氣球，也能重現這個經典的物理現象。雖然裝置簡陋，但當你松開堵住小孔的手指，聽到空氣“嘶”的一聲涌入時，那種感覺，就是大氣壓真實存在的證明。

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編輯：二分 & Chocobo