Решение
Дано:
Пластиковая бутылка заполнена парами горячей воды; снаружи поливают холодной водой — бутылка сплющивается.
Найти:
Какая физическая величина приводит к сплющиванию? Объяснить механизм.
⠀
Решение:
Начальное состояние: пары горячей воды внутри бутылки движутся с большой скоростью и часто ударяются о стенки. Давление паров внутри равно атмосферному давлению снаружи:
$$P_\text{внутри} = P_\text{атм}$$
Силы давления изнутри и снаружи уравновешены — бутылка не деформируется.
После обливания холодной водой: молекулы паров теряют кинетическую энергию, замедляются. Они реже и слабее ударяются о стенки — давление внутри падает:
$$P_\text{внутри} \lt P_\text{атм}$$
Атмосферное давление снаружи остаётся неизменным. Возникает результирующая сила, направленная внутрь:
$$F = (P_\text{атм} - P_\text{внутри}) \cdot S \gt 0$$
Эта сила давит на стенки бутылки и сплющивает её.
Вывод: явление обусловлено действием атмосферного давления (цифра 1).
