吹气球越吹越费劲,罪魁祸首竟然是橡皮筋的脾气
看完这篇你会知道气球难吹的秘密藏在橡胶分子的排列里,还有一个让吹气球省力的小技巧
你有没有试过吹气球?前几口气吹进去,感觉像在搬砖,费了老大劲气球还是软趴趴的;但吹到一半,突然就顺了,感觉气哗哗地灌进去。这到底是怎么回事?
气球为什么一开始那么难吹?
气球是用橡胶做的,橡胶这种材料有个怪脾气——它在还没被拉开的时候,反而最难拉。你可以想象一下拉一根新橡皮筋:刚开始那一下最费力,一旦拉开了,后面反而越拉越省力。气球也是一样的道理。没吹之前,橡胶分子们挤得密密麻麻,就像一群人挤在一起,你要强行把他们推开,当然费劲。这个"推开"的阻力,在物理上叫做弹性阻力,说白了就是橡胶不想被拉伸,拼命往回缩的那股劲。
气球越小,这股阻力越大。所以你每次吹第一口气,其实是在跟整个气球"掰手腕",难怪那么累。
吹到一半,为什么突然变轻松了?
当气球被撑开到一定程度,橡胶分子的排列方式发生了变化——原来乱糟糟挤在一起的分子,开始顺着拉伸的方向整齐排队了。这就好比原来一盘散沙,突然变成了整齐的队列,摩擦力反而变小了,橡胶也就没那么"犟"了。这个转变有个临界点,科学家管它叫应力软化,但你不用记这个词,记住"橡胶拉开之后会变听话"就够了。
所以你会感觉:第一口气像推一扇锈死的铁门,吹到一半突然门"吱呀"一声开了,后面推起来轻松多了。生活里有个小技巧正是利用了这一点——吹气球之前先用手把气球拉伸几下,预先"教训"一下那些挤在一起的橡胶分子,吹的时候会省力很多。
吹太多了又会怎样?
但这个"越吹越轻松"也是有限度的。气球被撑得越来越大,橡胶越拉越薄,薄到一定程度,稍微多吹一口就会让局部压力骤增——就像一件毛衣,你拉着一根线使劲扯,扯扯扯,突然那一小块最薄的地方"啪"地就破了。气球爆炸也是同样的原理,某一个最薄弱的点先撑不住,整张气球瞬间回弹,就炸开了。
而且你可能没注意过:同样一个气球,吹得越大,里面的气压反而越低。这听起来很反直觉,但确实如此——气球大到一定程度,橡胶已经被拉薄,回弹力反而在下降,所以气球内部的压力也跟着降下来了。这就是为什么你往两个大小不同的气球之间通一根管子,气竟然会从小气球流向大气球,而不是反过来。
下次吹气球吹得满脸通红时,别怪自己肺活量不够——你只是卡在了橡胶最倔强的那一秒,撑过去就好了。