Для дальнейших измерений используется следующая установка: шприц с объемом воздуха $V$ подключен к трубке с открытым концом и капелькой внутри. Воздух с помощью капли заперт внутри шприца и находится при постоянном давлении равном атмосферному. Температуру воздуха снаружи $T_0$ будем считать постоянной и равной $20^\circ\mathrm{C}$.
Если температура воздуха внутри шприца меняется, то он расширяется/сжимается и поэтому сдвигается капля. Координата конца капли $x$ связана с температурой воздуха $T=T_0+\Delta T$ внутри шприца согласно уравнению:
\[x = x_0 + \frac{V}{S} \frac{\frac{\Delta T}{T_0+273^\circ\mathrm{C}}}{1 + \frac{\Delta T}{T_0+273^\circ\mathrm{C}}},\]где $x_0$ – координата капли, когда воздух внутри шприца имеет ту же температуру, что и воздух снаружи, т.е. при $\Delta T = 0$.
Аккуратно соберите предложенную установку при $V=10.0~\mathrm{ml}$. Возьмите шприц рукой и пронаблюдайте, что капля начала двигаться.
Положите шприц на стол и пронаблюдайте, что капля начала возвращаться в исходное положение. Подождите 10 минут, чтобы шприц и воздух в нем охладился до комнатной температуры.
В ходе экспериментов вы наверняка заметили, что если нагреть шприц и воздух внутри него до температуры $T_h$ а затем отпустить руку, то капля начинает двигаться назад. Это связано с тем, что шприц начинает отдавать тепло в окружающую среду и зависимость температуры воздуха $T$ внутри шприца от времени может быть описана следующим уравнением:
\[T = T_0 + (T_\mathrm{h}- T_0) \cdot e^{-t/\tau},\]где $\tau$ — характерное время охлаждения для шприца, лежащего на столе.