Класс!ная физика



Давление газа. Опыты

11.2016

ВАКУУМ-НАСОС ИЗ ПРОМОКАШКИ


Вам, наверное, хорошо известен опыт, когда наполненный водой стакан накрывается листком обыкновенной бумаги, бумага прижимается ладонью к стакану, стакан переворачивается вверх дном, ладонь отнимается, а вода и не думает выливаться.

Этот опыт можно усовершенствовать, создав в стакане дополнительное разрежение воздуха. Налейте в тонкостенный стакан до самого края воду, накройте его промокательной бумагой или хорошо впитывающей воду бумажной салфеткой. Сверху положите стеклянную пластинку и аккуратно переверните стакан вверх дном. Как только вода немного впитается в бумагу, снова переверните накрытый стакан и поставьте его на всякий случай в тазик, на дно которого предварительно положите что-нибудь мягкое — тряпочку или губку. Осторожно, без перекоса приподнимите стеклянную пластинку. Стакан поднимется вместе с ней. При впитывании воды в промокашку в стакане образовалось разреженное пространство, а наружное давление с силой прижало пластинку к стакану. Теперь к весу воды прибавился и вес самого стакана. И чтобы оторвать стеклянную пластинку, понадобится некоторое усилие.

ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА


Наш рисунок напоминает рекламы о цементе для склеивания стекла и фарфора. Но не клеем мы будем пользоваться для скрепления тарелок, бутылок и стаканов, а просто давлением воздуха. У нас нет машины для выкачивания воздуха, но мы обойдемся и без нее, так как нам нужно для наших опытов только разредить воздух, а не выкачать его окончательно.

Подвесьте рюмку к потолку и положите в нее кусочек горящей бумаги. От теплоты воздух в ней расширится, и часть его выйдет из рюмки. Теперь прижмите к ее краям, смазанным маслом, тарелку, пока воздух в ней еще не успел охладиться. Охлаждаясь, воздух сжимается и будет не в силах уже сопротивляться давлению наружного воздуха, который и прижмет к рюмке тарелку.


ВМЕСТО «МАГДЕБУРГСКИХ ПОЛУШАРИЙ»


Вантуз — инструмент, необходимый для продувки водопроводных раковин, — есть, вероятно, во многих домах. Вы видели, как он действует?

Так вот, возьмите два вантуза, сложите их и туго прижмите один к другому. Теперь попытайтесь одним рывком разнять вантузы. Не так-то просто это сделать!
Почему?

Возможно ли таким способом повторить исторический опыт Герике с “магдебургскими полушариями” ?
Как подсчитать силу давления воздуха, прижимающую один вантуз к другому?


СТАКАН — «ВОДОЛАЗНЫЙ КОЛОКОЛ»


«Водолазный колокол» — это большой металлический колпак, который открытой стороной опускают на дно водоема для производства каких-либо работ. После опускания его в воду содержащийся в колпаке воздух сжимается и не пускает воду внутрь этого устройства. Только в самом низу остается немного воды. В таком колоколе люди могут двигаться и выполнять порученную им работу.

Большого размера камеры, для более сложных работ, называются кессонами. Воздух для дыхания находящихся там людей подается под большим давлением, чтобы в рабочее пространство не проникала вода. Люди постепенно привыкают к повышенному давлению при входе в кессон, а при выходе, тоже постепенно, привыкают к нормальному атмосферному давлению.

Возьмите стакан и тарелку. В тарелку налейте воду и поставьте в нее перевернутый вверх дном стакан. Воздух в стакане сожмется, и дно тарелки под стаканом будет очень немного залито водой. Перед тем как поставить в тарелку стакан, положите на воду пробку. Она покажет, как мало воды осталось на дне.


«КАРТЕЗИАНСКИЙ ВОДОЛАЗ»


Этому занимательному опыту около трехсот лет. Его приписывают французскому ученому Рене Декарту (по-латыни его фамилия — Картезий). Опыт был так популярен, что на его основе создали игрушку, которую и назвали «картезианский водолаз». Прибор представлял из себя стеклянный цилиндр, наполненный водой, в которой вертикально плавала фигурка человечка. Фигурка находилась в верхней части сосуда. Когда нажимали на резиновую пленку, закрывавшую верх цилиндра, фигурка медленно опускалась вниз, на дно. Когда переставали нажимать, фигурка поднималась вверх.

Проделаем этот опыт попроще: роль водолаза будет выполнять пипетка, а сосудом послужит обыкновенная бутылка.

Наполните бутылку водой, оставив два-три миллиметра до края. Возьмите пипетку, наберите в нее немного воды и опустите в горлышко бутылки. Она должна своим верхним резиновым концом быть на уровне или чуть выше уровня воды в бутылке. При этом нужно добиться, чтобы от легкого толчка пальцем пипетка погружалась, а потом сама снова всплывала. Теперь, приложив большой палец или мягкую часть ладони к горлышку бутылки так, чтобы закрыть его отверстие, нажмите на слой воздуха, который находится над водой. Пипетка пойдет на дно бутылки. Ослабьте давление пальца или ладони — она снова всплывет. Мы немного сжали воздух в горлышке бутылки, и это давление передалось воде.

Вода проникла в пипетку — она стала тяжелее и утонула. При прекращении давления сжатый воздух внутри пипетки удалил лишнюю воду, наш «водолаз» стал легче и всплыл. Если в начале опыта «водолаз» вас не слушается, значит, надо отрегулировать начальное количество воды в пипетке.

Когда пипетка находится на дне бутылки, легко проследить, как от усиления нажима на воздух в горлышке бутылки вода входит в пипетку, а при ослаблении нажима выходит из нее.

Этот прибор можно усовершенствовать, натянув на горлышко бутылки кусочек велосипедной камеры или пленки от воздушного шарика. Тогда легче будет управлять нашим «водолазом».


НАКАЗАННОЕ ЛЮБОПЫТСТВО


Этот опыт стоит показывать только тем из ваших друзей или знакомых, кто не обижается на вас ни при каких обстоятельствах. Почему? А вот подумайте сами...

Возьмите жестяную банку, лучше из-под концентрированного сгущенного молока, которое можно вылить, пробив в одном из донышек два отверстия гвоздиком. В том же донышке нужно сделать еще несколько таких же отверстий. А вот с противоположной стороны пробейте гвоздиком едва заметное, маленькое отверстие.

Теперь надо опустить банку в кастрюлю с водой, причем той стороной, в которой несколько отверстий. Выждав некоторое время, прикройте пальцем верхнее отверстие и вытащите банку из воды так, чтобы «сито» было снизу.

Пусть теперь кто-то из ребят посмотрит на банку снизу, под дно. (Крепко держите пальцем верхнюю дырочку...) Загляните под дно и сами. Ничего особенного, банка как банка, только с дырками. Но вот под дно банки заглянул кто-то из ваших лучших друзей, лучше всего тот, кто любит всевозможные проказы... Скорей отпускайте палец, закрывающий верхнее отверстие!

Источник: журн. "Юный техник"; "Забавная физика" Л. Гальперштейн; "Физика для любознательных или о чем не узнаешь на уроке" А. Майоров; "Космос у тебя дома" и "Опыты без приборов" Ф. Рабиза





Устали? - Отдыхаем!

Вверх