Когда вы помещаете пустую пластиковую бутылку в морозильную камеру, внутри нее начинается процесс охлаждения воздуха. Воздух, как и любой другой газ, при охлаждении сжимается, т.е. его объем уменьшается. Это связано с тем, что молекулы воздуха при понижении температуры двигаются медленнее и требуют меньше места.
После того как бутылка находилась в морозильнике и вы ее достали, воздух внутри бутылки начинает постепенно нагреваться от комнатной температуры. Однако, если сразу после извлечения из морозильника перевернуть бутылку и опустить горлышко в воду, наблюдается интересное явление: вода начинает втягиваться в бутылку.
Это происходит потому, что воздух внутри бутылки все еще холодный и продолжает нагреваться. При нагревании воздух расширяется, но поскольку бутылка перевернута горлышком вниз и горлышко погружено в воду, расширяющийся воздух не может выйти из бутылки. Вместо этого создается разрежение в бутылке, поскольку внутренний воздух стремится занять больший объем. Это разрежение приводит к тому, что атмосферное давление снаружи толкает воду в бутылку.
Таким образом, наблюдаемое явление – это пример того, как изменения температуры влияют на давление и объем газов, что в свою очередь демонстрирует принципы общей газовой теории и законы Бойля-Мариотта и Шарля.