Kiaušinio butelyje demonstracija
Oro slėgio galia
Anne Helmenstine
Kiaušinio butelyje demonstravimas yra paprastas chemija arba fizikos demonstraciją, kurią galite atlikti namuose arba laboratorijoje. Ant butelio viršaus uždedate kiaušinį (kaip parodyta paveikslėlyje). Oro temperatūrą talpykloje galite pakeisti įmesdami į butelį degančio popieriaus gabalėlį arba tiesiogiai šildydami / vėsindami butelį. Oras įstumia kiaušinį į butelį.
Medžiagos
- Nuluptas kietai virtas kiaušinis (arba minkštai virtas, jei jus domina trynys)
- Kolba arba stiklainis, kurio anga yra šiek tiek mažesnė nei kiaušinio skersmuo
- Popierius/žiebtuvėlis arba labai karštas vanduo arba labai šaltas skystis
Chemijos laboratorijoje , šis demonstravimas dažniausiai atliekamas naudojant 250 ml kolba ir vidutinio ar didelio kiaušinio. Jei išbandysite šį demonstravimą namuose, galite naudoti stiklinį obuolių sulčių butelį. Jei naudosite per didelį kiaušinį, jis įsigers į butelį, bet įstrigs (jei kiaušinis buvo virtas minkštai, gali susidaryti lipni netvarka). Daugeliui butelių rekomenduojame vidutinį kiaušinį. Itin didelis kiaušinis įstrigo į butelį.
Atlikite demonstraciją
Kaip tai veikia
Jei tik padėjote kiaušinį ant butelio, jo skersmuo yra per didelis, kad jis neįslystų į vidų. Oro slėgis buteliuko viduje ir išorėje yra vienodas, todėl vienintelė jėga, dėl kurios kiaušinis patektų į butelį, yra gravitacija. Gravitacija Nepakanka kiaušinį ištraukti į butelį.
Kai keičiate oro temperatūrą buteliuke, keičiate oro slėgį buteliuke. Jei turite pastovų oro tūrį ir jį kaitinate, oro slėgis didėja. Jei atvėsinate orą, slėgis sumažėja. Jei galite pakankamai sumažinti slėgį buteliuko viduje, oro slėgis buteliuko išorėje įstums kiaušinį į indą.
Nesunku pastebėti, kaip keičiasi slėgis, kai atšaldote butelį, bet kodėl kiaušinis įstumiamas į butelį, kai šildomas? Įmetus degantį popierių į butelį, popierius degs tol, kol bus sunaudotas deguonis (arba popierius bus sunaudotas, atsižvelgiant į tai, kas įvyks anksčiau). Degimo metu įkaista oras butelyje, todėl padidėja oro slėgis. Įkaitęs oras išstumia kiaušinį iš kelio, todėl atrodo, kad jis užšoka ant butelio snukio. Orui vėsstant kiaušinis nusėda ir užsandarina butelio angą. Dabar butelyje yra mažiau oro nei pradėjus, todėl jis daro mažesnį spaudimą. Kai temperatūra butelio viduje ir išorėje yra vienoda, buteliuko išorėje yra pakankamai teigiamo slėgio, kad kiaušinis būtų įstumtas į vidų.
Kaitinant butelį, gaunamas toks pats rezultatas (ir gali būti lengviau tai padaryti, jei negalite pakankamai ilgai degti popierių, kad ant butelio uždėtų kiaušinį). Butelis ir oras pašildomi. Karštas oras išeina iš butelio tol, kol slėgis tiek butelio viduje, tiek išorėje pasidaro vienodas. Kai butelis ir oras viduje toliau vėsta, susidaro slėgio gradientas, todėl kiaušinis įstumiamas į butelį.
Kaip ištraukti kiaušinį
Kiaušinį galite ištraukti padidindami slėgį buteliuko viduje, kad jis būtų didesnis už butelio išorėje esančio oro slėgį. Apverskite kiaušinį taip, kad mažasis galas būtų į butelio angą. Pakreipkite buteliuką tiek, kad galėtumėte pūsti orą į butelį. Prieš atitraukdami burną, apverskite kiaušinį ant angos. Laikykite buteliuką aukštyn kojomis ir stebėkite, kaip kiaušinis iškrenta iš butelio. Arba galite taikyti neigiamą spaudimas prie butelio išsiurbdami orą, bet tuomet rizikuojate užspringti kiaušiniu, todėl tai nėra geras planas.