Zničení plechovky tlakem vzduchu

Atmosférický tlak je dost silný na to, aby zmačkal kovovou plechovku. Pro tento pokus můžete použít třeba kovovou nádobu se šroubovacím víčkem. Nejlepší je vzít si novou plechovku, která nebyla nikdy naplněna. Vyhněte se těm od terpentýnu, barev a dalších hořlavých materiálů. Při tomto experimentu je totiž potřeba zahřát nádobu nad plamenem, což může způsobit oheň nebo výbuch pokud jsou zbytky hořlavého materiálu stále obsaženy v plechovce. Když nevíte, jestli nádoba, kterou chcete použít, nebyla původně naplněna nějakou hořlavinou, pořádně ji vymyjte. Vyvarujte se také použití nádob s nekovovýmvnitřkem.

Do plechovky nalijte malé množství vody a postavte ji otevřenou na plotýnku. Ohřívejte ji, dokud z otvoru nebude unikat pára. Zhasněte sporák a pomocí chňapky rychle zašroubujte víčko na místo. Dejte plechovku do umyvadla a pusťte na ni proud studené vody. Nádoba se zdeformuje.

Jakmile se vzduch v plechovce ohřeje, vzroste jeho tlak a trochu ho unikne ven. Když pak našroubujete víčko, pára a zahřátý vzduch uvnitř nádoby mají stejný tlak jako okolní atmosféra. Jakmile se ale plechovka ochladí (proudem studené vody), vzduch uvnitř se ochladí taky. Jeho tlak klesne a nechá větší tlak vzduchu vnější atmosféry rozmačkat plechovku.

Tento pokus můžete udělat (a ve skutečnosti mnohem snadněji) s hliníkovou plechovkou od nápojů. Nalijte do ní trochu vody (asi 3cm) a zahřejte ji na horké plotýnce, dokud se voda nezačne vypařovat. Když ji budete zahřívat na plynovém sporáku, nepoužívejte moc velký plamen a ujistěte se, že je v plechovce voda. Barva se může vznítit, nebo ještě hůř se vám hliník roztaví. Potom vemte plechovku do kleští, otočte ji dnem vzhůru a ponořte do mísy nebo umyvadla se studenou vodou. Ta zabrání okolnímu vzduchu proniknout do nádoby. Troška studené vody se přece jen dostane do plechovky, ale ne dost na vyrovnání tlaků a plechovka se zdeformuje.

Míšina poznámka

Je to opět jeden z klasických pokusů, kterým se demonstruje velikost atmosférického tlaku. Ve škole se na tento pokus používají nejčastěji právě plechovky (0,33 l) od různých limonád, které se tlakem vzduchu deformují nejlépe.

Děti se při tomto pokusu mohou zeptat, proč ta voda do plechovky vlastně nenateče? Jde o to, že to zkátka nestihne, vzduch je rychlejší a plechovku zmačká.

Když se řekne, že atmosférický tlak má velikost 100 kPa, tak si děti možná pod tímto číslem nedokážou vůbec nic představit. Nemají představu, jak velký tlak to vlastně je. Proto je dobré zkusit vypočítat, jak těžké závaží bychom museli na tu naši plechovku postavit, aby to odpovídalo atmosférickému tlaku.

poloměr víčka r = 3,2 cm; plocha víčka = p*r^2; tlak = 100 kPa;
síla = plocha víčka * tlak; hmotnost závaží v kg = síla v newtonech/10

Na víčko plechovky pro uvedené hodnoty vychází závaží o hmotnosti asi 32,5 kg. Na celou plechovku je to něco víc než dvojnásobek, takže ve třídě může učitel klidně na plechovku šlápnout a "udělat" tak atmosférický tlak vzduchu, který na plechovku působí při tomto pokusu.

Tyto stránky byly přeloženy z originálu Bizarre Stuff You Can Make in Your Kitchen s laskavým souhlasem Briana Carusella.

Zpět na úvodní stránku