Dzisiaj chcę przedstawić eksperyment, który bardzo się spodobał dzieciom na jednej z moich półkolonii. Były nim tak zachwycone i chciały go powtarzać tyle razy, że jajka musiałam zastąpić balonikami, bo te pierwsze szybko się skończyły.

Jajkożerna butelka czyli doświadczenie potwierdzające istnienie ciśnienia atmosferycznego.

Przedmioty potrzebne do eksperymentu:

• balon lub jajko ugotowane na twardo i obrane ze skorupki
• woda
• butelka szklana z szeroką szyjką (najlepsza po pomidorowej passacie lub po soku)
• zapałki
• papier.

Jak wykonać doświadczenie?

Do balonu nalewamy tyle wody, żeby osiągną on wielkość kurzego jajka (stąd porównanie na filmie do jajka). Balon musi być większy od średnicy otworu butelki na tyle, żeby było ciężko go włożyć rękami.

Mając już tak przygotowany balon z wodą i butelkę, zapalamy zapałki. Lepiej jest użyć trzech zapałek na raz, bo płomień jest wtedy intensywniejszy. Można też zapalić kawałek papieru lub wacik polany denaturatem.

Zapalone zapałki wrzucamy ostrożnie do butelki, tak żeby nam nie zgasły. Można odczekać 2-3 sekundy w czasie palenia się zapałek po to aby powietrze w butelce zagrzało się. Następnie kładziemy balon na szyjce butelki. Jeśli od razu po wrzuceniu zapalonych zapałek przykryjemy butelkę balonem to możliwe, że zobaczymy jak delikatnie podskakuje wypuszczając rozgrzane powietrze z butelki. Jak płomień zgaśnie, po chwili obserwujemy, że balonik zostaje wciągnięty do wnętrza butelki.

Jak już pisałam wyżej, można w doświadczeniu wykorzystać ugotowane na twardo i obrane jajko. Tylko wtedy eksperyment będzie jednorazowy, ponieważ jajko spadając na dno butelki rozpadnie się i zrobi bałagan, a dzieci lubią doświadczenia powtarzać. 🙂

Dlaczego balon lub jajko samo wpada do butelki?

Palące się zapałki wrzucone do butelki rozgrzewają powietrze w jej środku. Podgrzane powietrze rozszerza się i zwiększa swoją objętość zajmując przez to więcej powierzchni, objętości. Czyli nadmiar powietrza w ten sposób ucieka i jest go mniej w butelce. Po zamknięciu butelki balonem lub jajkiem płomień szybciej gaśnie. Po zgaśnięciu ognia, powietrze, które zostało w butelce ochładza się od ścianek butelki, zmniejsza swoją objętość i ulega sprężeniu, przez co potrzebuje mniej miejsca. Tak powstaje podciśnienie.

Różnica ciśnień panująca na zewnątrz (ciśnienie atmosferyczne) i wewnątrz butelki ma tendencję do wyrównywania się. To sprawia, że na balon będący przeszkodą, zaczyna działać siła z zewnątrz, która chce go wepchnąć do butelki. W ten sposób wyrównuje się ciśnienie panujące w środku i na zewnątrz butelki.

Chcąc szybko powtórzyć eksperyment lepiej jest wprowadzić tlen do butelki za pomocą np. odkurzacza czy wentylatora.

Tak, dzieci próbowały dmuchać do butelki ale nawet po kilkukrotnych „przedmuchaniach” balon nie był wciągany do butelki. Być może było to związane z tym, że w wydychanym powietrzu mniej jest tlenu niż w powietrzu, a więcej jest dwutlenku węgla lub dzieci za słabo przedmuchiwały. Dlatego płomień od razu gasł i nie mógł rozgrzać powietrza w butelce.

Co może działać na zasadzie różnicy ciśnień?

Właśnie na podobnej zasadzie różnicy ciśnień działa np. poczta pneumatyczna np. w dużych marketach budowlanych czy spożywczych. Nieraz można zauważyć długie ciągnące się rury przy kasach i nad nimi. Kapsuły z pieniędzmi są przesyłane właśnie tymi kanałami. Po jednej stronie ciśnienie jest sztucznie zmniejszane, a zewnętrzne ciśnienie powietrza popycha te kapsuły kanałami.

Udanej zabawy.

Napiszcie poniżej w komentarzu czy udał się Wam ten eksperyment.

Inne przykłady doświadczeń dla dzieci można zobaczyć tutaj.