Ukážka vajíčka vo fľaši

Sila tlaku vzduchu

Anne Helmenstinovej

Ukážka vajíčka vo fľaši je jednoduchá chémia alebo ukážku fyziky, ktorú môžete urobiť doma alebo v laboratóriu. Vajíčko položíte na vrch fľaše (ako na obrázku). Teplotu vzduchu vo vnútri nádoby meníte buď vhodením kúska horiaceho papiera do fľaše alebo priamym ohrevom/chladením fľaše. Vzduch tlačí vajíčko do fľaše.

Materiály

• Ošúpané vajíčko uvarené natvrdo (alebo namäkko, ak vás žĺtka zaujíma)
• Banka alebo nádoba s otvorom o niečo menším ako je priemer vajíčka
• Papier/zapaľovač alebo veľmi horúcu vodu alebo veľmi studená tekutina

V chemickom laboratóriu , táto demonštrácia sa najčastejšie vykonáva pomocou 250 ml banke a stredné alebo veľké vajce. Ak túto ukážku skúšate doma, môžete použiť sklenenú fľašu s jablkovým džúsom. Ak použijete príliš veľké vajce, nasaje sa do fľaše, ale zasekne sa (ak bolo vajce uvarené namäkko, vznikne mazľavý neporiadok). Pre väčšinu fliaš odporúčame stredné vajíčko. Vo fľaši sa zakliní extra veľké vajce.

Vykonajte demonštráciu

Metóda 1: Zapálte kúsok papiera a vložte ho do fľaše. Vajíčko položte na vrch fľaše (malá strana smeruje nadol). Keď plameň zhasne, vajce sa vtlačí do fľaše. Metóda 2: Nasaďte vajíčko na fľašu. Spustite fľašu pod veľmi horúcou vodou z vodovodu. Okolo vajíčka bude unikať ohriaty vzduch. Postavte fľašu na pult. Keď sa ochladí, vajíčko sa vtlačí do fľaše. Metóda 3: Nasaďte vajíčko na fľašu. Ponorte fľašu do veľmi studenej tekutiny. Počuli sme o tom, že sa to robí pomocou tekutý dusík , ale to znie nebezpečne (mohlo by rozbiť sklo). Odporúčame vyskúšať ľadovú vodu. Vajíčko sa zatlačí, keď sa vzduch vo fľaši ochladí.

Ako to funguje

Ak vajíčko len nasadíte na fľašu, jeho priemer je príliš veľký na to, aby vkĺzlo dovnútra. Tlak vzduchu vo vnútri a mimo fľaše je rovnaký, takže jediná sila, ktorá by spôsobila, že sa vajce dostane do fľaše, je gravitácia. Gravitácia nestačí na vtiahnutie vajíčka do fľaše.

Keď zmeníte teplotu vzduchu vo fľaši, zmeníte tlak vzduchu vo fľaši. Ak máte konštantný objem vzduchu a ohrievate ho, tlak vzduchu sa zvyšuje. Ak vzduch ochladíte, tlak sa zníži. Ak dokážete dostatočne znížiť tlak vo fľaši, tlak vzduchu mimo fľaše vytlačí vajíčko do nádoby.

Je ľahké vidieť, ako sa tlak mení, keď fľašu chladíte, ale prečo sa vajce tlačí do fľaše, keď sa aplikuje teplo? Keď vhodíte horiaci papier do fľaše, papier bude horieť, kým sa nespotrebuje kyslík (alebo sa nespotrebuje papier, podľa toho, čo nastane skôr). Spaľovanie ohrieva vzduch vo fľaši, čím sa zvyšuje tlak vzduchu. Zohriaty vzduch tlačí vajíčko z cesty, takže sa zdá, že skáče na hrdlo fľaše. Keď sa vzduch ochladí, vajíčko sa usadí a utesní ústie fľaše. Teraz je vo fľaši menej vzduchu, ako keď ste začali, takže vyvíja menší tlak. Keď je teplota vo fľaši a mimo nej rovnaká, je mimo fľaše dostatočný pretlak na to, aby sa vajce vtlačilo dovnútra.

Zahriatie fľaše vedie k rovnakému výsledku (a môže byť jednoduchšie, ak nemôžete udržať papier horiaci dostatočne dlho na to, aby ste na fľašu položili vajíčko). Fľaša a vzduch sa ohrievajú. Horúci vzduch uniká z fľaše, kým nie je tlak vo fľaši aj mimo nej rovnaký. Keď sa fľaša a vzduch vo vnútri stále ochladzujú, vzniká tlakový gradient, takže vajíčko sa vtlačí do fľaše.

Ako dostať vajíčko von

Vajíčko dostanete von zvýšením tlaku vo fľaši tak, aby bol vyšší ako tlak vzduchu mimo fľaše. Otočte vajíčko tak, aby sa nachádzalo s malým koncom opretým o hrdlo fľaše. Nakloňte fľašu len natoľko, aby ste do nej mohli fúkať vzduch. Pred vybratím úst prevalte vajíčko cez otvor. Držte fľašu hore dnom a sledujte, ako vajíčko vypadáva z fľaše. Prípadne môžete použiť negatívne tlak do fľašky odsatím vzduchu, ale potom riskujete, že sa zadusíte vajcom, takže to nie je dobrý plán.