Vieš čo to znamená, keď sa povie, že príroda nemá rada prázdny priestor? Prázdny priestor je priestor, kde nie je žiadna častica hmoty, vzduchoprázdno, vákuum. Vieš si predstaviť nič - vákuum? Medzi Tebou a obrazovkou PC to vyzerá na prázdny priestor, ale je tam vzduch, ktorý dýchame. V tomto pokuse si vyskúšame zriediť vzduch v nádobách a uvidíme zdanlivo nelogické reakcie.
Najskôr niečo o atmosférickom tlaku
Všade okolo nás je vzduch. Dýchame ho a jediným spôsobom ako ho vnímame je keď sa pohybuje a tvorí vietor, alebo keď sa pohybujeme my a stojaci vzduch nášmu telu kladie odpor. Niekedy dokonca prenáša veľké predmety alebo demoluje domy (hurikány, tornáda). Žijeme na dne oceánu vzdušných más a tieto masy sú k zemi priťahované, tak ako všetky hmotné predmety, gravitačnou silou. Práve pôsobením tejto sily vzniká vo vzdušnej mase tlak. Aký je tento tlak? V najnižšom bode na Zemi je najväčší, lebo tam leží na Zemi najviac vzduchu (najväčší vzduchový stĺpec). Čím sme vyššie, je tlak menší lebo vzduchu nad nami je menej. Dole na Zemi je tento tlak približne 100 000 pascalov na plochu 1m2 , čo je po prepočítaní 10 000 kg na 1m2 (1kg na 1cm2). Plocha kože priemerného človeka je približne 2m2, takže na túto plochu pôsobí 20 000kg. Ako je možné, že to necítime?
Viac o atmosferickom tlaku nájdeš na wikipédii.
Viac o tlaku nájdeš na wikipédii.
Teraz niečo o podtlaku
Podtlak je jednoducho tlak menší ako atmosferický. Veril by si, že vzduch sa dá riediť? Dá a môžeš si to vyskúšať aj doma. Zober injekčnú striekačku (bez ihly), stlač piest na dno striekačky a prstom zapchaj vývod, na ktorý sa nasadzuje ihla. Teraz potiahni piestom smerom k sebe. Pozoruj, čo sa stane, keď piest pustíš. Ihneď sa vráti na svoje miesto. Prečo?
Keďže sme priestor vo vnútri striekačky zväčšili potiahnutím piestu, uväznený vzduch vo vnútri striekačky sme zriedili - bolo tam menej častíc vzduchu ako je okolo nás. Menej častíc vzduchu, znamená menej síl, ktorými sa opierajú do stien striekačky a teda menší tlak. Aká sila ale zatlačila piest do striekačky? Záhada.
Čo budeš potrebovať na náš pokus č.1:
tanier s vodou, sviečku, sklenený pohár
Ideme na to:
Do taniera nalej vodu. Zapál sviečku a opatrne je postav na dno taniera. Na sviečku postav pohár. Pozoruj čo sa stane. Sviečka samozrejme zhasne, pretože oheň vždy potrebuje kyslík. Ihneď ako sviečka zhasne, stúpne do pohára voda.
Vysvetlenie:
Pravdu povediac sme na internete našli viac vysvetlení tohto javu:
Prvé vysvetlenie:
Vzduch ohrievaný plameňom sviečky sa rozpína. Údajne je možné pozorovať aj unikajúce bublinky zo spodku pohára. Keď sa spotrebuje všetko kyslík, sviečka zhasne, vzduch sa ochladí a zmenší svoj objem. Tým sa v pohári vytvorí podtlak a atmosferický tlak vtlačí vodu do pohára.
Druhé vysvetlenie:
V okamihu, keď horiacu sviečku zakryjeme pohárom, dochádza k chemickej zmene vzduchu v pohári, ktorá je spôsobená horením. Kyslík sa mení na oxid uhličitý a oxid uhoľnatý. Častice oxidu uhličitého, ktoré vznikli horením sú iné ako vzduch a časť z nich prejde do vody. Tým sa ale počet častíc plynu v pohári zmenší, lebo nejaké nám ušli do vody. Keďže sa zmenšil počet častíc plynu - plyn vo vnútri pohára zredol a tým klesol jeho tlak - vytvoril sa teda podtlak. Aká sila, ale vtlačila vodu do pohára? Určite nám to niekto vysvetlí.
Čo budeš potrebovať na náš pokus č.2:
tanier s vodou, sviečku a sklenenú flašu
Ideme na to:
Do taniera nalej vodu. Chyť fľašu do ruky a obráť ju hore dnom. Zapál sviečku a ohrievaj vzduch v hrdle flaše. Keď budeš cítiť, že telo flaše je teplé, postav ju do taniera s vodou.
Vysvetlenie:
Ohriaty vzduch vo flaši sa rozpína a stáva sa redším (znižuje sa jeho hustota). Keď teda položíš flašu so zohriatym vzduchom do vody, atmosferický tlak vtlačí vodu do flaše, aby sa vyplnil prázdny priestor. Voda stúpne do takej výšky, aby sa vyrovnal tlak okolia s tlakom vo flaši.
[embed=videolink]{"video":"https://www.youtube.com/watch?v=ONbNApyj2dQ","width":"800","height":"500"}[/embed]