Videolla tyhjän muovipullon päälle lasketaan hanasta kuumaa vettä. Pullo suljetaan korkilla ja viedään jäävesialtaaseen.

1. Pullon kuori oletetaan herkästi muotoaan muuttavaksi, jos siihen kohdistuu ulkoinen voima. Selitä videolla havaittu ilmiö tilansuureissa tapahtuvien muutosten kautta.
2. Selitä ilmiö hiukkastason mallin avulla.

Ratkaisu

a. Pullon sisältämä ilma on lämmintä, kun sitä on pidetty kuuman veden alla. Kylmässä vedessä pullon sisältämän ilman lämpötila laskee, koska lämpötilaerot pyrkivät tasoittumaan. Ohutkuorisen pullon paine säilyy likimäärin samana, joten lämpötilan laskiessa pullon sisältämän ilman tilavuus pienenee ja pullo rutistuu kasaan.

b. Kuumasta vedestä siirtyy pulloon lämpöä, joka voimistaa pullon sisällä olevien hiukkasten lämpöliikettä. Nopeasti liikkuvat ilman molekyylit tuottavat suljetun pullon sisäpintaan yhtä suuren paineen kuin ympäröivä ilma pullon ulkopintaan. Kylmässä vedessä pullo ja sen sisältämä ilma jäähtyvät, jolloin pullon sisällä olevien kaasun rakenneosien lämpöliike hidastuu. Pullon sisälle muodostuu alipaine, jolloin ympäristön vakiona pysynyt paine rutistaa pulloa kasaan, kunnes pullon sisällä oleva paine on yhtä suuri kuin ympäristön. 

Takaisin