Магія тиску: Як підняти склянку за допомогою повітряної кульки

Ви коли-небудь пробували підняти склянку, не торкаючись її руками? Це здається неможливим, поки в справу не вступає фізика. За допомогою звичайної повітряної кульки та сірника ми можемо продемонструвати силу атмосферного тиску, яка оточує нас щомиті.

Що нам знадобиться?

• Повітряна кулька (надута приблизно наполовину);

• Скляна склянка;

• Сірники (або невелика свічка).

Хід досліду

1. Запаліть сірник і киньте його всередину порожньої склянки.

2. Зачекайте кілька секунд, поки повітря всередині прогріється.

3. Швидко щільно притисніть повітряну кульку до отвору склянки.

4. Ви помітите, як через деякий час сірник згасне, а частина кульки "втягнеться" всередину склянки.

5. Обережно підніміть кульку за хвостик - склянка підніметься разом із нею!

Чому це відбувається? Наукове пояснення

Секрет цього явища криється у зміні тиску всередині склянки. Весь процес можна розділити на три ключові етапи:

Нагрівання та розширення

Коли сірник горить, повітря в склянці нагрівається. Згідно з законами термодинаміки, гаряче повітря розширюється і стає менш щільним. Частина повітря навіть виходить назовні через краї, поки ми ще не закрили склянку кулькою.

Припинення горіння

Коли ми накриваємо склянку кулькою, доступ свіжого кисню припиняється. Вогонь перетворює кисень на вуглекислий газ, і через брак живильного газу сірник швидко гасне.

Охолодження та створення "вакууму"

Як тільки вогонь гасне, повітря всередині починає швидко охолоджуватися. Холодне повітря займає набагато менший об'єм, ніж гаряче. Оскільки склянка герметично закрита кулькою, нове повітря ззовні не може потрапити всередину, щоб заповнити порожнечу. В результаті всередині склянки створюється область низького тиску (частковий вакуум).

Головний секрет

Насправді кулька не "присмоктується". Це величезний атмосферний тиск ззовні тисне на кульку і заштовхує її всередину склянки, де опір повітря став набагато слабшим.

Висновок

Цей дослід наочно показує, наскільки потужним є атмосферний тиск. Різниця між внутрішнім і зовнішнім тиском виявляється настільки великою, що сили тертя між стінками склянки та гумою кульки достатньо, щоб утримувати вагу скла.