Закрытый пакет с чипсами раздувается на высоте, потому что давление воздуха снаружи уменьшается. Газ внутри герметичной упаковки стремится занять больший объём и растягивает гибкие стенки пакета. В самолёте салон герметизирован, но давление в нём во время полёта обычно всё равно ниже, чем у земли. Поэтому упаковка может заметно увеличиться.
Что находится внутри закрытого пакета
Пакет с чипсами не прилегает плотно к продукту. В нём оставляют свободное пространство, заполненное газом. Пока упаковка находится примерно на той же высоте и при той же температуре, что и во время фасовки, давление внутри и снаружи почти уравновешено.
Плёнка сохраняет форму не потому, что внутри отсутствует давление. На неё одновременно давят газ изнутри и окружающий воздух снаружи. Когда эти силы близки, пакет выглядит обычным.
Ситуация меняется при подъёме. Чем выше находится человек, тем меньше воздуха остаётся над ним и тем ниже становится атмосферное давление. Газ внутри запаянного пакета при этом никуда не исчезает.
Почему газ расширяется при понижении давления
Связь между давлением и объёмом газа описывает закон Бойля. Если количество газа и его температура существенно не меняются, понижение давления приводит к увеличению объёма.
Пакет сделан из гибкой плёнки, поэтому запертый внутри газ может раздвинуть его стенки. Упаковка расширяется до тех пор, пока давление внутри не уравновесится с более низким внешним давлением с учётом натяжения самой плёнки.
На уровне моря воздух сильнее сжимает пакет снаружи. В горах это воздействие становится слабее, поэтому внутренний газ получает возможность занять больший объём. Чем значительнее подъём, тем заметнее может оказаться разница.
Похожая причина вызывает неприятные ощущения, когда в самолёте закладывает уши. Давление вокруг человека меняется быстрее, чем давление в замкнутой полости за барабанной перепонкой успевает выровняться.
Почему пакет раздувается в герметичном самолёте
Пассажирский самолёт летит на высоте, где наружное давление слишком низкое для обычного дыхания. Поэтому в салоне поддерживается повышенное давление. Однако оно не обязательно равно давлению у моря.
Системе не требуется полностью воспроизводить условия аэропорта вылета. Во время набора высоты давление в салоне постепенно снижается, хотя остаётся значительно выше, чем за бортом. Для запаянного у земли пакета этого изменения бывает достаточно, чтобы его стенки выпукло растянулись.
Таким образом, пакет реагирует не на сам самолёт и не на скорость полёта. Главную роль играет разница между давлением газа внутри упаковки и давлением воздуха в салоне.
В горах происходит тот же процесс без герметичной кабины. Давление уменьшается непосредственно с высотой, что является одной из причин изменений природы при высотной поясности.
Может ли пакет лопнуть
Обычно упаковка выдерживает умеренное расширение. Плёнка и швы рассчитаны на определённую нагрузку, а давление в пассажирском салоне снижается не до уровня воздуха за бортом.
Однако сильно наполненный, повреждённый или плохо запаянный пакет теоретически может раскрыться по шву. Вероятность выше при значительном подъёме в горы, если упаковку герметично закрыли на небольшой высоте и почти не оставили ей возможности расширяться.
При возвращении вниз происходит обратное. Внешнее давление увеличивается и сильнее сжимает упаковку. Пакет становится менее выпуклым, а иногда выглядит слегка смятым.
Влияет ли температура
Температура тоже влияет на объём газа. При нагревании его частицы движутся активнее, и гибкая упаковка может расширяться сильнее. При охлаждении газ занимает меньший объём.
В самолёте и в горах одновременно могут меняться и давление, и температура. Но характерное раздувание закрытого пакета при наборе высоты прежде всего связано с падением внешнего давления в нижней части тропосферы.
---
Пакет с чипсами служит простым наглядным индикатором давления. На высоте окружающий воздух сжимает его слабее, поэтому заключённый внутри газ расширяется и растягивает плёнку. При спуске внешнее давление возрастает, и упаковка снова уменьшается.
