气球敞着口竟然不会瘪？这种结构你能想到吗｜正经玩|大气压|气球|水银柱|瓶口

听说你的肺活量很大？

给你一个普通的矿泉水瓶和一个气球

你能把它吹大吗？

不仅要把气球吹大，还要让它敞着口也不漏气！

这听起来是不是有点离谱？

实验器材

矿泉水瓶、气球、图钉、所标杯

实验步骤

把气球塞进矿泉水瓶里，然后把气球的开口处翻卷过来，紧紧套在矿泉水瓶的瓶口上，确保瓶口完全密封（根据尺寸可以选择加一根橡皮筋效果更好）。

用图钉在矿泉水瓶的侧面偏下位置，小心地扎一个小孔。

安全提示：使用尖锐物品扎孔时请务必注意安全！小朋友请在家长陪同下操作。

第三步：

用手堵住瓶子底部的小孔，然后对着气球吹气，你会发现气球怎么都吹不大（反正小编这4000的肺活量是废了）。

第四步：

松开瓶子底部的小孔，直接用嘴巴对着气球吹气，你会发现气球很容易就被吹大。

第五步：

当气球吹到足够大之后，迅速用手指堵住瓶子底部的小孔。这时候你可以松开嘴——神奇的事情发生了：气球明明敞着口，却没有瘪回去。把堵住小孔的手指松开，“嘶——”的一声，伴随着外界空气的涌入，气球又瘪了回去，可以通过控制小孔的开闭控制气球的放气。

原理解说

这个简单的装置被称为哈勃瓶。许多人第一次尝试把气球塞进完好的空瓶子里吹时，会发现无论使出多大劲，气球都只能鼓起一点点。这是因为瓶子里的空间已经被空气占据了，当你往气球里吹气时，气球膨胀挤压瓶内的空气，导致瓶内空气体积缩小、压强急剧增大。这股气压会阻止气球进一步膨胀。

而我们制作哈勃瓶的关键，就在于那个不起眼的小孔。

当你没有堵住小孔吹气球时，气球不断膨胀，瓶内原本的空气受到挤压，从小孔排出。这时候，你主要克服的是气球本身的橡胶弹力，和露在空气中吹气球差别不大，能轻松把它吹大。

那么，为什么堵住小孔后，气球敞着口也不会瘪呢？

这就涉及到大气压。当我们吹大气球并用手指堵住小孔时，瓶子内部（气球与瓶壁之间）形成了一个相对密闭的空间。气球想要依靠自身的橡胶弹性收缩回原状，但这会使得瓶内那个密闭空间的体积变大。根据玻意耳定律（Boyle's law），在温度不变的情况下，一定质量气体的压强与体积成反比。体积变大，瓶内残留空气的压强就会降低，变得比外界的大气压小得多。

此时，外界大气压顺着气球敞开的口子，作用在气球内部的壁上；而气球外侧（瓶子内部）的气压却非常低。正是内外巨大的气压差，抵消了橡胶的收缩力，让气球呈现出一种“敞着口却不漏气”的状态。把这个现象搬到宏观的科学史中，就是著名的马德堡半球实验。

我们人类一直生活在空气中，承受着大气压强。但在17世纪以前，人们并没有大气压的概念。直到1643年，托里拆利通过水银柱实验首次证明了大气压的存在。

托里拆利用水银柱高度来测量大气压

1654年，德国马德堡市的市长、物理学家奥托·冯·格里克为了向大众直观展示这股力量，打造了两个直径约36厘米的空心铜半球。他将两个半球合拢，抽出里面的空气。使球内接近真空。结果，外界的大气压将两个半球紧紧压在一起，以至于需要用16匹高头大马才能将它们拉开。这个实验首次让世人直观地感受到大气压的威力。