Predstavitev jajca v steklenici

Moč zračnega tlaka

Anne Helmenstine

Predstavitev jajca v steklenici je preprosta kemija ali predstavitev fizike, ki jo lahko izvajate doma ali v laboratoriju. Na vrh steklenice postavite jajce (kot na sliki). Temperaturo zraka v posodi spremenite bodisi tako, da v steklenico spustite kos gorečega papirja ali neposredno segrejete/ohladite steklenico. Zrak potisne jajce v steklenico.

Materiali

• Olupljeno trdo kuhano jajce (ali mehko kuhano, če vas zanima rumenjakova zmešnjava)
• Bučka ali kozarec z odprtino, nekoliko manjšo od premera jajca
• Papir/vžigalnik oz zelo vroča voda oz zelo mrzla tekočina

V kemijskem laboratoriju , se ta predstavitev najpogosteje izvede z uporabo 250-ml bučko in srednje ali veliko jajce. Če poskušate to demonstracijo preizkusiti doma, lahko uporabite steklenico jabolčnega soka. Če uporabite preveliko jajce, ga bo posrkalo v steklenico, vendar se bo zagozdilo (kar bo povzročilo gnjecavo zmešnjavo, če je bilo jajce mehko kuhano). Za večino steklenic priporočamo srednje veliko jajce. Izjemno veliko jajce se zagozdi v steklenici.

Izvedite demonstracijo

1. metoda: Zažgite kos papirja in ga vrzite v steklenico. Postavite jajce na vrh steklenice (manjša stran obrnjena navzdol). Ko plamen ugasne, bo jajce potisnjeno v steklenico. Metoda 2: Nastavite jajce na steklenico. Steklenico pustite pod zelo vročo vodo iz pipe. Ogret zrak bo ušel okoli jajca. Postavite steklenico na pult. Ko se ohladi, bo jajce potisnjeno v steklenico. 3. metoda: Nastavite jajce na steklenico. Steklenico potopite v zelo hladno tekočino. Slišali smo, da se to izvaja z uporabo tekoči dušik , vendar se to sliši nevarno (lahko bi razbil steklo). Priporočamo, da poskusite ledeno vodo. Jajce se potisne noter, ko se zrak v steklenici ohladi.

Kako deluje

Če jajce samo nastavite na steklenico, je njegov premer prevelik, da bi lahko zdrsnilo notri. Tlak zraka znotraj in zunaj steklenice je enak, zato je edina sila, ki bi povzročila, da jajce vstopi v steklenico, gravitacija. Gravitacija ni dovolj, da bi jajce potegnili v steklenico.

Ko spremenite temperaturo zraka v steklenici, spremenite tlak zraka v steklenici. Če imate konstanten volumen zraka in ga segrevate, se tlak zraka poveča. Če ohladite zrak, se tlak zmanjša. Če lahko dovolj znižate tlak v steklenici, bo zračni tlak zunaj steklenice potisnil jajce v posodo.

Zlahka je videti, kako se tlak spremeni, ko steklenico ohladite, toda zakaj je jajce potisnjeno v steklenico, ko se dovaja toplota? Ko v plastenko spustiš goreč papir, bo ta gorel, dokler ne bo porabljen kisik (ali bo porabljen papir, kar nastopi prej). Zgorevanje segreje zrak v steklenici, kar poveča zračni tlak. Ogret zrak potisne jajce s poti, tako da se zdi, kot da skoči na ustje steklenice. Ko se zrak ohladi, se jajce usede in zapre ustje steklenice. Zdaj je v steklenici manj zraka kot takrat, ko ste začeli, zato izvaja manjši pritisk. Ko je temperatura znotraj in zunaj steklenice enaka, je zunaj steklenice dovolj pozitivnega tlaka, da potisne jajce notri.

Segrevanje steklenice daje enak rezultat (in morda je lažje, če papirja ne morete vreti dovolj dolgo, da bi jajce postavili na steklenico). Steklenica in zrak se segrevata. Vroč zrak uhaja iz steklenice, dokler ni tlak znotraj in zunaj steklenice enak. Ko se steklenica in zrak v njej še naprej ohlajata, nastane gradient tlaka, zato se jajce potisne v steklenico.

Kako spraviti jajce ven

Jajce lahko izvlečete tako, da povečate tlak v steklenici, tako da je višji od tlaka zraka zunaj steklenice. Jajce povaljajte naokoli, tako da bo majhen konec naslonjen na ustje steklenice. Nagnite steklenico ravno toliko, da lahko vpihnete zrak v steklenico. Preden odmaknete usta, povaljajte jajce po odprtini. Steklenico držite narobe in opazujte, kako jajce pade iz steklenice. Druga možnost je, da uporabite negativno pritisk v steklenico tako, da izsesate zrak, potem pa tvegate, da se zadušite z jajcem, tako da to ni dober načrt.