Zjawisko implozji
Cel:
Doświadczalne pokazanie zjawiska
implozji.
Materiały:
miska
woda
puszka
źródło ciepła,
np. kuchenka elektryczna
szczypce do
uchwycenia gorącej puszki
Rys.1 Materiały potrzebne do wykonania
doświadczenia zjawisko implozji.
Czynności:
• Do pustej puszki wlewamy niewielką ilość wody (kilka milimetrów).
• Stawiając puszkę na kuchence podgrzewamy znajdującą się wewnątrz wodę.
• Po wygotowaniu się wody
chwytamy puszkę i umieszczamy ją otworem do dołu w misce wypełnionej
wodą. Włożenie do wody puszki otworem do dołu gwarantuje utrzymanie tej
samej liczby cząstek powietrza wewnątrz puszki podczas schładzania.
• Obserwujemy proces jej zgniatania.
Wynik:
Włożenie puszki do wody powoduje jej natychmiastowe zgniecenie.
Rys.2 Końcowy efekt wykonania
doświadczenia zjawisko implozji.
Dlaczego?
Podczas ogrzewania puszki,
ogrzewamy również wodę i powietrze znajdujące się wewnątrz. Wraz ze
wzrostem temperatury woda zaczyna parować, zamieniając się w parę
wodną, która zaczyna wypełniać całą puszkę wewnątrz. Para wodna wypycha
w ten sposób nadmiar powietrza i pary wodnej na zewnątrz przez otwór u
wylotu puszki. Gdy wkładamy puszkę do miski z wodą, temperatura
wewnątrz puszki gwałtownie się obniża i znajdująca się wewnątrz para
wodna zaczyna się skraplać. Skroplona para wodna zajmuje mniejszą
objętość niż wcześniej i w puszce ciśnienie spada. W porównaniu z
ciśnieniem na zewnątrz jest ono znacznie mniejsze. Na skutek sił
działających na puszkę (siły działające na ścianki puszki od wewnątrz
są znacznie mniejsze, niż siły działające na zewnątrz) ulega ona
zgnieceniu. Zgniecenie następuje aż do wyrównania ciśnień w puszce i na
zewnątrz. Proces ten zwany jest implozją.
Inne
doświadczenia z działu budowa cząsteczkowa:
