Номер 2, страница 134 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

2. Проведите опыт. Возьмите металлическую кружку или небольшую кастрюлю и накройте её тонкой резиной от разрезанного воздушного шарика. Чтобы воздух не проходил через место соединения, туго привяжите резину ниткой или скотчем. Поместите кружку или кастрюлю в холодильник и посмотрите, что будет происходить с резиной. Затем всё поместите в другую кастрюлю (или миску) с тёплой водой. Сделайте выводы.

При помещении металлической кружки, герметично закрытой резиновой плёнкой, в холодильник, мы наблюдаем, как плёнка втягивается внутрь. Это происходит потому, что воздух внутри кружки охлаждается. Согласно молекулярно-кинетической теории, при понижении температуры молекулы воздуха начинают двигаться медленнее. В результате они реже и с меньшей силой ударяются о стенки кружки и внутреннюю поверхность резиновой плёнки, что приводит к уменьшению давления воздуха внутри. Внешнее атмосферное давление, которое остаётся неизменным, оказывается больше внутреннего, и эта разница давлений вдавливает гибкую плёнку внутрь.

Когда ту же кружку помещают в миску с тёплой водой, происходит обратный процесс. Воздух внутри кружки нагревается от тёплой воды. Молекулы воздуха получают дополнительную энергию и начинают двигаться значительно быстрее. Это приводит к увеличению частоты и силы их ударов о внутренние поверхности, и давление внутри кружки возрастает. Когда внутреннее давление становится больше внешнего атмосферного давления, оно выталкивает резиновую плёнку наружу. Мы наблюдаем, как плёнка надувается, образуя купол.

Выводы:
Этот опыт наглядно демонстрирует явление теплового расширения и сжатия газов.
1. При охлаждении газ (воздух) сжимается, то есть его объём уменьшается.
2. При нагревании газ (воздух) расширяется, то есть его объём увеличивается.
Это свойство газов описывается физическими законами. В частности, закон Гей-Люссака утверждает, что для данной массы газа при постоянном давлении его объём прямо пропорционален абсолютной температуре: $ \frac{V}{T} = \text{const} $.

Ответ: При помещении кружки в холодильник резиновая плёнка втянется внутрь, так как воздух внутри охладится и сожмётся. При последующем помещении кружки в тёплую воду резиновая плёнка надуется, так как воздух внутри нагреется и расширится. Вывод: объём газа зависит от температуры; при охлаждении он уменьшается, а при нагревании — увеличивается.