吹氣球也有學問，輪胎鼓包竟與此有關

2020-09-16 無線電實驗室

我們吹氣球的時候，都有這樣的經歷：一開始的時候要鼓足勁才能吹起來，遇到力氣小一點的小朋友就吹不起來；而只要吹起來之後，再要繼續吹大就容易多了。

其實這是有科學原因的。如果我們來測量氣球內部的氣壓，就會發現隨著氣球體積的增加，內部壓強會發生如下變化。

取自《橡膠氣球非線性特性的理論與實驗研究》馮翰祺等

從上圖可以看到，在吹氣球的起始階段，氣球體積只要增加一點點，壓強就會迅速增大很多，表明需要很大力度才能吹起氣球；而當氣球鼓起來以後，壓強反而有下降的趨勢，會越吹越輕鬆，這也符合我們的日常經驗。

不過當氣球吹到快到爆裂時，吹起來好像又會增加一些難度，你是否有這樣的體會呢？

如果你想驗證一下，可以做這樣一個實驗：用相同規格的氣球吹出一大一小，然後用管子將它們連通，看看會出現什麼的現象呢？

根據物理定律，空氣會從壓強大的地方跑向壓強小的地方（生活中高壓區沒有風，低壓區風很大是一個道理）。小的氣球內部氣壓相對較大，所以空氣會從小氣球跑向大氣球，結果就是小的變得更小，大的變得更大了。

這好像違背了我們的直覺，但其實仔細思考一下，生活中並不缺少這樣的例子。比如汽車輪胎的鼓包。

輪胎上的輕微鼓包

輪胎和氣球都是橡膠製品，所以有相似之處。當輪胎一處稍微有一點變薄突起之後，這個地方就會越來越鼓，因為輪胎受壓後會增大內部壓強，而鼓包的地方就像已經吹大的氣球，很容易變得更大。

嚴重鼓包的輪胎

和氣球一樣，輪胎鼓到一定程度後會停止變大，因為這時繼續變大又需要更大的壓強了，所以爆胎往往是因為輪胎的一次較大的撞擊。

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