وجود فشار هوا در اطرافمان به قدری عادی و طبیعی به نظر می‌رسد که حتی آن را احساس هم نمی‌کنیم. این در حالی است که فشار هوای اطرافمان به اندازه‌ای است که می‌تواند موجب فشرده شدن یا به عبارتی مچاله شدن یک قوطی نوشابه شود. با انجام این آزمایش ساده متوجه می‌شوید که چگونه فشار هوا می‌تواند موجب فشرده شدن یک قوطی فلزی شود. برای انجام این آزمایش به یک قوطی آلومینیومی نوشابه که خالی باشد، یک قابلمه به حجم 2 تا 3 لیتر و یک انبرک فلزی نیاز دارید.
کد خبر: ۴۵۹۵۰۱

قابلمه را با آب سرد پر کنید. در داخل قوطی هم یک قاشق غذاخوری (حدود 5‌/‌1 میلی‌لیتر) آب بریزید. قوطی را در مجاورت شعله گاز قرار دهید تا آب درون آن به جوش آید. سپس ابری از بخار آب متراکم‌شده از دهانه آن خارج می‌شود. بگذارید آب برای مدت زمان 30 ثانیه بجوشد. با استفاده از انبرک قوطی را گرفته و سپس بلافاصله قوطی را وارونه کرده و آن را در ظرف محتوی آب سرد قرار دهید. قوطی آلومینیومی بلافاصله فشرده شده و مچاله می‌شود.

فکر می‌کنید چه عاملی موجب شده است ساختار این قوطی درهم شکسته و مچاله شود؟ وقتی قوطی نوشابه را در مجاورت حرارت قرار می‌دهید، آبی که درون آن ریخته‌اید به جوش می‌آید. بخار آب‌جوش، هوای درون قوطی را با فشار به بیرون می‌راند. زمانی که همه فضای درون قوطی را بخار آب پر کرده است، با برگرداندن قوطی و فروبردن آن در ظرف محتوی آب، دمای آن را به طور ناگهانی کاهش می‌دهید. کاهش دمای قوطی و خنک شدن آن موجب متراکم شدن بخار آب درون آن و در نتیجه ایجاد خلأ مختصری در داخل قوطی می‌شود. بنابراین بر اثر ایجاد این خلأ نسبی، فشار هوای درون قوطی به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت و فشار هوای بیرون که در مقایسه با فشار هوای درون قوطی کمتر است موجب مچاله شدن قوطی می‌شود.

اگر فشار هوای بیرون قوطی در مقایسه با فشار هوای درون قوطی بیشتر و این اختلاف فشار فراتر از آستانه مقاومت قوطی فلزی باشد، فشار هوا موجب فشرده و مچاله شدن قوطی می‌شود. شما می‌توانید براحتی یک قوطی آلومینیومی که در آن باز شده باشد را به آسانی و با استفاده از نیروی دستتان مچاله کنید. وقتی یک قوطی نوشابه را تحت فشار فرار می‌دهید و بدنه آن را با دستتان می‌فشارید، فشار هوای بیرون قوطی در مقایسه با فشار هوای درون آن افزایش پیدا می‌کند. با افزایش نیرویی که به بدنه قوطی وارد می‌شود قوطی مچاله شده و به این ترتیب ساختار اولیه آن به‌هم می‌ریزد. معمولا در شرایط طبیعی فشار هوای بیرون قوطی با فشار هوای داخل آن برابر است. اما در این آزمایش هوای درون قوطی خارج شده و بخار آب جایگزین آن خواهد شد. وقتی بخار آب تحت فشار قرار گرفته و متراکم می‌شود، فشار هوای درون قوطی کاهش می‌یابد. بنابراین فشار هوای بیرون بدنه قوطی را تحت تاثیر قرار داده و موجب مچاله شدن آن می‌شود.

اگرچه با متراکم شدن بخار آب درون قوطی فضای کافی برای ورود آب به درون قوطی وجود دارد، اما برخلاف آنچه تصور می‌شود، وقتی قوطی را در ظرف محتوی آب فرو می‌برید آب موجود در ظرف نمی‌تواند فضای داخل قوطی را به طور کامل پر کند و فقط مقدار کمی آب از دهانه قوطی وارد آن می‌شود. در حقیقت سرعت ورود آّب به داخل قوطی آنقدر زیاد نیست که بتواند پیش از مچاله شدن قوطی آن را پر کند.

newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها