Trochę inaczej czyli implozja
Czym jest implozja?
Wszyscy znamy termin "eksplozja". Implozja jest jej przeciwieństwem ze względu na kierunek wybuchu. Podczas niej następuje rozprzestrzenianie fali uderzeniowej w kierunku do wewnątrz, czyli odwrotnie niż w przypadku eksplozji. W czasie tego zjawiska następuje nagłe zapadanie się materii w zamkniętym obszarze:
Implozją jest w szczególności zapadanie się do wewnątrz ścianek naczynia, wewnątrz którego panuje wysokie podciśnienie.
Implozja towarzyszy między innymi stłuczeniu żarówki próżniowej lub kineskopu. My zaprezentujemy gwałtowną implozję na przykładzie puszki po napoju gazowanym.
Wykonanie!
Potrzebujemy metalowej puszki po napoju gazowanym:
Do pustej puszki należy wlać niewielką ilość wody (na wysokość około 1cm). Następnie otwartą puszkę z wodą należy podgrzać do wrzenia. Można wykorzystać palnik spirytusowy, gazowy lub normalną kuchenkę.
Ostrzeżenie: Należy uważać ponieważ w doświadczeniu występuje wysoka temperatura. Oparzenia wrzącą wodą lub gorącą parą wodną goją się trudno i długo! Autor nie bierze jakiejkolwiek odpowiedzialności za wszelkie mogące powstać szkody. Robisz to na własne ryzyko!
Kiedy woda osiągnie temperaturę 100 stopni Celsjusza to zacznie wrzeć. Ważnym szczegółem jest fakt, że para wodna jest cięższa od powietrza, dzięki czemu zostaje ono wyparte z puszki, wewnątrz której pozostaje jedynie gorąca para wodna.
Kiedy woda w puszce zacznie wrzeć powinniśmy pozostawić ją jeszcze parę minut na ogniu. W tym czasie przygotujmy miseczkę z zimną wodą. Woda może być z kawałkami lodu, ponieważ powinna być jak najchłodniejsza. Następnie chwytamy puszkę i szybkim zręcznym ruchem odwracamy ją, po czym wkładamy do zimnej wody (dłonie oczywiście należy chronić odpowiednimi rękawicami ochronnymi, ja zastosowałem zwykłe rękawice robocze). Okazuje się, że puszka zostaje zmiażdżona. Jest to najprawdziwsza implozja. Całe doświadczenie możecie zobaczyć na moim filmie poniżej:
Wyraźnie słychać trzask miażdżonej przez ciśnienie zewnętrzne puszki. Poniżej zdjęcie puszki po implozji w porównaniu ze zwykła puszką.
Wytłumaczenie faktu zajścia implozji w tym przypadku jest proste. Podczas wrzenia wody w puszcze wewnątrz gromadzi się gorąca para wodna, która wypiera powietrze przez górny otwór. Po gwałtownym ochłodzeniu pary w miseczce skrapla się ona. Ponieważ w puszce oprócz pary wodnej nie było prawie nic to wewnątrz powstaje prawie próżnia. Ciśnienie spada tak dalece, że woda zasysana do wewnątrz nie nadąża wyrównać ciśnienia i puszka zostaje zmiażdżona przez otaczające ją ciśnienie atmosferyczne.
Życzę miłej i pouczającej zabawy:)
Literatura dodatkowa:
- Moholkar V.S., Pandit A.B., Bubble Behavior in Hydrodynamic Cavitation: Effect of Turbulence, AIChe Journal, 1997, 43(6), str. 1641–1648
- Ozonek J., Application of Hydrodynamic Cavitation in Environmental Engineering, CRC Press, 2012, str. 43
Marek Ples