主要概念
物理
材料
弹性
温度
引言
气球很有趣，它们有各种尺寸、颜色和形状，非常适合装饰、水上游戏、造型和其他创意活动。但是气球在娱乐之外也有用途：监测天气、扩张阻塞的动脉和提供交通工具只是其中的几个例子。最早的气球是由动物的膀胱或肠子制成的。这为我们今天看到的乳胶、橡胶和尼龙织物气球让路。你有没有想过是什么让这些材料非常适合制作气球？尝试一下这个活动来找出答案！
背景
气球的弹性取决于其材料。大多数气球由橡胶、乳胶或尼龙织物制成，这些材料由称为聚合物的长颗粒组成，这些颗粒就像煮熟的意大利面条一样，但要小得多！当你拉伸这些材料时，其中的聚合物会伸直并相互滑动。当你松开时，聚合物之间的小力会将它们拉回在一起，就像一个收缩的弹簧。因此，这些材料被称为“弹性”，这意味着它们在被拉伸或压缩后会自发地恢复到正常形状。
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当你给气球充气时，其材料中数万亿的聚合物正在伸直并相互滑动：第一口空气使它们伸直，之后每一次吹气都会将聚合物相互推开，对抗将它们拉回在一起的力。如果你忘记捏住气球口以防止空气逸出，聚合物就会拉回在一起。这会将空气推出气球，你将不得不重新开始！
气球是弹性的——但仅在一定程度上。当你拉伸它们时，它们通常会在你排出空气后恢复到原来的形状。但是，如果你将它们拉伸得太多，它们将永远无法完全恢复到原来的形状。如果你将它们拉伸得更多，你最终会达到断裂点，材料会破裂。
物质的温度表明其粒子移动和摆动的程度。由于较高的温度意味着更多的运动，室温气球中的聚合物比冷气球中的聚合物摆动和移动得更多。许多材料在冷却时会变得脆而缺乏弹性。一片面包就是一个很好的例子：它在室温下是柔韧的，有时具有弹性，但在冷冻时会失去这些特性。那么，冷气球也会抗拒拉伸吗？
材料
几个新的气球，所有尺寸和材料都相同
记号笔
冰箱
烤肉串
润唇膏或凡士林
准备工作
用记号笔在两个未充气的气球上做标记。
将两个标记过的气球在冰箱中冷却至少两个小时。将其他气球放在室温下。
步骤
取一个室温气球，向其中吹一口气。将空气吹入空的气球有多费力？
再向气球吹几口气。将空气吹入气球是变得更容易还是更困难？为什么会这样？
让空气从气球中逸出，并在继续之前深呼吸几次。
从冰箱中取出一个气球，并用这个气球重复之前的三个步骤。与室温下的气球相比，吹起一个冰冷的气球有多费力？
为了进行公平的比较，重复之前的步骤，现在先测试另一个冰冷的气球，最后测试室温气球。你的结果是否改变？为什么一个会比另一个更困难？
取一个你刚刚用过的室温气球，将其充气，直到你害怕如果你再吹一口气它就会爆裂。然后让空气逸出。
将一个新的气球放在另外两个用过的室温气球旁边。这三个空的气球在哪些方面看起来相似和不同？
从尖端开始，在烤肉串上涂一些润唇膏。
将其中一个气球（任何一个都可以）吹到大约三分之二满，并将其打结，以便将空气困住。你认为当我们用烤肉串戳气球时会发生什么？
看看你吹胀的气球。你会把烤肉串戳到气球的哪个位置以快速戳破气球？你为什么选择那个位置？你能找到一个你可能可以用烤肉串戳气球而不会戳破它的位置吗？
戳一下气球，把它戳破。它爆了吗？你认为是什么产生了气球爆裂的巨响？
将另一个气球充气到大约三分之二满。将其打结并检查。如果你想在不戳破气球的情况下将烤肉串戳入其中，你会把它戳到哪里？
试一试。你成功了吗？
如果它没有成功，请尝试另一个气球。注意靠近结或顶部的橡胶看起来更暗更厚。这些迹象表明橡胶仍然可以在那里拉伸。多试几次，直到你成功地用烤肉串刺穿气球而不会将其戳破。你认为为什么烤肉串可以在这些地方进入气球而不会戳破它？
附加： 此活动比较了冰冷和室温的气球。在比较中添加一个加热的气球。你可以在温水浴中加热气球。
附加： 将两个新的气球充气到相同的大小。小心地将它们打结，以免空气逸出。将一个气球放在冰箱、冰柜或寒冷的户外冷却，并将另一个气球保持在室温下。大约一个小时后，比较这两个气球。它们有什么不同？为什么会发生这种情况？
观察和结果
与室温下的气球相比，冷气球是否需要更多的力才能吹起？当你戳破气球被拉伸得很紧的位置时，你的气球是否爆了？
冷材料中的粒子移动和摆动的幅度较小，并且可以更容易地相互抓住。因此，冷气球比温气球更抗拒拉伸。你认为这需要更用力才能吹起冷气球。你可能已经注意到，当气球变热时，这种阻力就会消失。
你是否观察到，只吹了几口气吹胀的气球在空气排出时会恢复到原来的形状和大小，但是完全吹胀的气球并没有完全恢复到原来的大小？这对于弹性材料来说是典型的。如果你向气球中吹入更多的空气，它最终会破裂。
当你试图通过戳一个紧绷的气球部分来戳破它时，它可能会破裂。想想一个拉伸的橡皮筋。当你把它从中间剪开时，两端会弹回。类似地，紧绷表面上的一个小孔使部分表面弹回，将周围的材料拉回。这种拉力撕开了气球的表面。气球中的空气冲出来，产生冲击波，你听到的是一声巨响。
当你使用锋利的物体在材料仍然可以拉伸的地方（例如靠近结或顶部）进行戳刺时，你可以刺穿气球而不会将其损坏。当穿刺孔周围的材料没有拉伸时，它不会拉动产生的孔，因此不会将其撕开。（此外，你涂在烤肉串上的油腻润唇膏有助于密封孔。）
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