Implo­zja, czy­li jak fizy­cy zgnia­ta­ją puszki

 

Implo­zja to prze­ci­wień­stwo eks­plo­zji. Eks­plo­zja cha­rak­te­ry­zu­je się nagłym wyrzu­tem mate­rii, nato­miast implo­zja pole­ga na gwał­tow­nym zapad­nię­ciu się mate­rii. Skut­kiem implo­zji gwiaz­dy o dosta­tecz­nie dużej masie jest powsta­nie czar­nej dziu­ry. Implo­zję może­my obser­wo­wać rów­nież na Zie­mi. Dzi­siaj pro­po­nu­ję pod­dać implo­zji pusz­kę po napo­ju. Jest to cie­ka­wa alter­na­ty­wa do tra­dy­cyj­ne­go zgnia­ta­nia puszek butem.

Przy­go­tuj:

• Pusz­kę alu­mi­nio­wą po napoju
• Źró­dło cie­pła (np. kuchen­ka gazo­wa, elektryczna)
• Naczy­nie wypeł­nio­ne zim­ną wodą
• Wodę
• Kost­ki lodu
• Szczyp­ce

UWAGA! Pusz­ka w trak­cie doświad­cze­nia jest bar­dzo gorą­ca. Poproś oso­bę doro­słą o pomoc w wyko­na­niu eksperymentu!

 

 

Nalej do pusz­ki kil­ka mili­li­trów wody (tak, aby woda led­wo zakry­ła dno).

 

 

Ustaw pusz­kę na źró­dle cie­pła. Zacze­kaj kil­ka minut, aż pra­wie cała woda z pusz­ki się wygotuje.

 

 

W mię­dzy­cza­sie wrzuć kost­ki lodu do naczy­nia z wodą.

 

 

Gdy na dnie pusz­ki już prak­tycz­nie nie ma wody, moż­na ostroż­nie chwy­cić pusz­kę szczyp­ca­mi. Następ­nie nale­ży wło­żyć ją (otwo­rem do dołu) do wody.

 

 

W momen­cie wkła­da­nia pusz­ki do wody sły­chać huk, a pusz­ka zosta­je natych­miast zmiażdżona.

 

Dla­cze­go pusz­ka implodowała?
Gotu­ją­ca się w pusz­ce woda zmie­nia­ła stan sku­pie­nia na gazo­wy. Para wod­na wypar­ła przez gór­ny otwór czą­stecz­ki powie­trza znaj­du­ją­ce się w pusz­ce. W mia­rę jak powsta­wa­ło wię­cej pary wod­nej, jej nad­miar rów­nież był wypie­ra­ny. Zanim pusz­ka zosta­ła wło­żo­na do wody, ciśnie­nie pary wod­nej w jej wnę­trzu było rów­ne ciśnie­niu atmos­fe­rycz­ne­mu, panu­ją­ce­mu na zewnątrz. Dzię­ki temu taka sama siła naci­ska­ła na ścian­ki pusz­ki od wewnątrz i od zewnątrz.

 

W momen­cie kon­tak­tu pusz­ki z zim­ną wodą, jej tem­pe­ra­tu­ra natych­miast się obni­ży­ła. Ochło­dzi­ła się rów­nież para wod­na we wnę­trzu pusz­ki, przez co zmie­ni­ła się w wodę, gwał­tow­nie zmniej­sza­jąc swo­ją obję­tość. Ciśnie­nie w pusz­ce nagle zmniej­szy­ło się kil­ka­set razy, przez co powsta­ła tam nie­mal próż­nia. Na zewnątrz pusz­ki nadal pano­wa­ło wyso­kie ciśnie­nie, pod­czas gdy w jej wnę­trzu ciśnie­nie było nie­mal zero­we. W tej sytu­acji nie było siły, któ­ra napie­ra­ła­by na ścian­ki od środ­ka i rów­no­wa­ży­ła siłę dzia­ła­ją­cą od zewnątrz.

 

Na sku­tek róż­ni­cy ciśnień w środ­ku i na zewnątrz, pusz­ka zosta­ła zgnieciona.

 

 

Pod­czas wkła­da­nia pusz­ki do wody, wsku­tek powsta­łe­go w pusz­ce pod­ci­śnie­nia, woda była zasy­sa­na do pusz­ki. Jed­nak całe zja­wi­sko mia­ło tak gwał­tow­ny prze­bieg, że woda nie zdą­ży­ła wypeł­nić pusz­ki. Ciśnie­nie zewnętrz­ne zmiaż­dży­ło puszkę.

Miłe­go eksperymentowania!

 

Alek­san­dra Kowalska