Номер 292, страница 76 - гдз по физике 7 класс сборник задач Исаченкова, Гладков

Решение

Явление, описанное в задаче, объясняется тепловым расширением газов. Когда колбу нагревают руками, происходит процесс теплопередачи: энергия от теплых рук переходит к стеклу колбы, а от него — к воздуху, находящемуся внутри.

Согласно основным положениям молекулярно-кинетической теории, при повышении температуры увеличивается скорость теплового движения молекул газа. Они начинают сильнее и чаще ударяться о стенки сосуда и друг о друга, стремясь занять больший объем.

С точки зрения газовых законов, этот процесс можно описать с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнения Менделеева-Клапейрона):

$PV = \nu RT$

Где $\text{P}$ — давление, $\text{V}$ — объем, $\nu$ — количество вещества, $\text{R}$ — универсальная газовая постоянная, $\text{T}$ — температура. При атмосферном давлении (которое можно считать практически постоянным в открытом сосуде) увеличение температуры $\text{T}$ неизбежно приводит к увеличению объема газа $\text{V}$.

Поскольку сама стеклянная колба твердая и ее объем практически не меняется, расширившемуся воздуху становится «тесно». Избыточный объем газа вытесняется из колбы через горлышко. Так как горлышко погружено в воду, выходящий воздух наблюдается в виде пузырьков, поднимающихся на поверхность.

Ответ: Пузырьки воздуха выходят вследствие теплового расширения газа: при нагревании воздуха в колбе его объем увеличивается, и излишек воздуха выходит через воду.