Demonstracja jajka w butelce

Potęga ciśnienia powietrza

Anna Helmenstyna

Demonstracja jajka w butelce jest łatwa chemia lub pokaz fizyki, który możesz wykonać w domu lub w laboratorium. Jajko kładziesz na butelce (jak na zdjęciu). Zmieniasz temperaturę powietrza wewnątrz pojemnika albo wrzucając do butelki kawałek palącego się papieru, albo bezpośrednio podgrzewając/chłodząc butelkę. Powietrze wpycha jajko do butelki.

Materiały

• Obrane jajko na twardo (lub na miękko, jeśli interesuje Cię żółtkowy bałagan)
• Butelka lub słoik z otworem nieco mniejszym niż średnica jajka
• Papier/zapalniczka lub bardzo gorąca woda lub bardzo zimna ciecz

W laboratorium chemicznym , ta demonstracja jest najczęściej wykonywana przy użyciu 250 ml kolba i średnie lub duże jajko. Jeśli próbujesz tej demonstracji w domu, możesz użyć szklanej butelki po soku jabłkowym. Jeśli użyjesz zbyt dużego jajka, zostanie ono zassane do butelki, ale utknie (powoduje lepki bałagan, jeśli jajko było ugotowane na miękko). Do większości butelek polecamy średnie jajko. Bardzo duże jajko zostaje zaklinowane w butelce.

Wykonaj demonstrację

Metoda 1: Podpal kawałek papieru i wrzuć go do butelki. Umieść jajko na wierzchu butelki (mała strona skierowana w dół). Gdy płomień zgaśnie, jajko zostanie wepchnięte do butelki. Metoda 2: Połóż jajko na butelce. Wlej butelkę pod bardzo gorącą wodę z kranu. Ogrzane powietrze ucieknie wokół jajka. Postaw butelkę na blacie. Gdy ostygnie, jajko zostanie wepchnięte do butelki. Metoda 3: Połóż jajko na butelce. Butelkę zanurzyć w bardzo zimnym płynie. Słyszeliśmy, że robi się to za pomocą ciekły azot , ale to brzmi niebezpiecznie (może rozbić szybę). Zalecamy spróbowanie lodowatej wody. Jajko jest wpychane, gdy powietrze w butelce jest schładzane.

Jak to działa

Jeśli po prostu postawisz jajko na butelce, jego średnica jest zbyt duża, aby mogło się do środka wsunąć. Ciśnienie powietrza wewnątrz i na zewnątrz butelki jest takie samo, więc jedyną siłą, która spowodowałaby wejście jajka do butelki, jest grawitacja. Powaga nie wystarczy, aby wciągnąć jajko do butelki.

Kiedy zmieniasz temperaturę powietrza wewnątrz butelki, zmieniasz ciśnienie powietrza wewnątrz butelki. Jeśli masz stałą objętość powietrza i ogrzewasz je, ciśnienie powietrza wzrasta. Jeśli ochłodzisz powietrze, ciśnienie spada. Jeśli możesz wystarczająco obniżyć ciśnienie wewnątrz butelki, ciśnienie powietrza na zewnątrz butelki wepchnie jajko do pojemnika.

Łatwo zauważyć, jak zmienia się ciśnienie po schłodzeniu butelki, ale dlaczego jajko jest wpychane do butelki po zastosowaniu ciepła? Kiedy wrzucisz palący się papier do butelki, papier będzie się palił, aż zostanie zużyty tlen (lub papier zostanie zużyty, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej). Spalanie podgrzewa powietrze w butelce, zwiększając ciśnienie powietrza. Podgrzane powietrze odpycha jajko z drogi, sprawiając, że wydaje się, że wskakuje na otwór butelki. Gdy powietrze się ochładza, jajko osiada i zamyka ujście butelki. Teraz w butelce jest mniej powietrza niż na początku, więc wywiera mniejszy nacisk. Gdy temperatura wewnątrz i na zewnątrz butelki jest taka sama, na zewnątrz butelki jest wystarczające nadciśnienie, aby wepchnąć jajko do środka.

Podgrzewanie butelki daje ten sam efekt (i może być łatwiejsze, jeśli nie możesz utrzymać papieru palącego się wystarczająco długo, aby położyć jajko na butelce). Butelka i powietrze są podgrzewane. Gorące powietrze ucieka z butelki, dopóki ciśnienie wewnątrz i na zewnątrz butelki nie będzie takie samo. W miarę ochładzania się butelki i powietrza w środku powstaje gradient ciśnienia, więc jajko jest wpychane do butelki.

Jak wyjąć jajko?

Możesz wyciągnąć jajko, zwiększając ciśnienie wewnątrz butelki, tak aby było wyższe niż ciśnienie powietrza na zewnątrz butelki. Jajko rozwałkuj dookoła tak, aby znalazło się z małym końcem spoczywającym w otworze butelki. Przechyl butelkę na tyle, aby można było wdmuchać powietrze do wnętrza butelki. Przetocz jajko nad otworem, zanim wyjmiesz usta. Trzymaj butelkę do góry nogami i obserwuj, jak jajko wypada z butelki. Alternatywnie możesz zastosować negatywne nacisk do butelki, wysysając powietrze, ale wtedy ryzykujesz udławieniem się jajkiem, więc to nie jest dobry plan.