Demonstracja jajka w butelce

Pokaz jajka w butelce jest łatwy chemia lub pokaz fizyki, który możesz zrobić w domu lub w laboratorium. Umieszczasz jajko na butelce (jak na zdjęciu). Zmieniasz temperaturę powietrza wewnątrz pojemnika albo przez upuszczenie kawałka płonącego papieru do butelki, albo przez bezpośrednie podgrzanie / ochłodzenie butelki. Powietrze wpycha jajko do butelki.

• Obrane jajko na twardo (lub na miękko, jeśli interesuje Cię żółtawy bałagan)
• Kolba lub słoik z otworem nieco mniejszym niż średnica jajka
• Papier / zapalniczka lub bardzo gorąca woda lub bardzo zimny płyn

W laboratorium chemicznym, ta demonstracja jest najczęściej przeprowadzana przy użyciu 250 ml kolba i średnie lub duże jajko. Jeśli próbujesz tego pokazu w domu, możesz użyć szklanej butelki soku jabłkowego. Jeśli użyjesz zbyt dużego jajka, zostanie ono wciągnięte do butelki, ale utknie (skutkuje lepkim bałaganem, jeśli jajko zostanie ugotowane na miękko). Do większości butelek zalecamy średnie jajko. Bardzo duże jajko zostaje zaklinowane w butelce.

• Metoda 1: Podpal kawałek papieru i wrzuć go do butelki. Umieść jajko na butelce (małą stroną skierowaną w dół). Gdy płomień zgaśnie, jajko zostanie wepchnięte do butelki.
• Metoda 2: Połóż jajko na butelce. Uruchom butelkę pod bardzo gorącą wodą z kranu. Ogrzane powietrze ucieka wokół jajka. Ustaw butelkę na blacie. Gdy ostygnie, jajko zostanie wepchnięte do butelki.
• Metoda 3: Połóż jajko na butelce. Zanurz butelkę w bardzo zimnym płynie. Słyszeliśmy o tym przy użyciu ciekły azot, ale to brzmi niebezpiecznie (może rozbić szybę). Zalecamy spróbowanie wody z lodem. Jajko jest wpychane, gdy powietrze w butelce jest chłodzone.

Jeśli po prostu umieścisz jajko na butelce, jego średnica będzie zbyt duża, aby mógł wślizgnąć się do środka. Ciśnienie powietrza wewnątrz i na zewnątrz butelki jest takie samo, więc jedyną siłą, która spowodowałaby, że jajko dostałoby się do butelki, była grawitacja. Powaga nie wystarczy wyciągnąć jajko z butelki.

Kiedy zmieniasz temperaturę powietrza w butelce, zmieniasz ciśnienie powietrza w butelce. Jeśli masz stałą objętość powietrza i podgrzej ją, ciśnienie powietrza wzrasta. Jeśli ochłodzisz powietrze, ciśnienie spada. Jeśli możesz wystarczająco obniżyć ciśnienie w butelce, ciśnienie powietrza na zewnątrz butelki popchnie jajko do pojemnika.

Łatwo jest zobaczyć, jak zmienia się ciśnienie po schłodzeniu butelki, ale dlaczego jajko jest wpychane do butelki po zastosowaniu ciepła? Gdy upuścisz płonący papier do butelki, papier będzie się palił, aż do zużycia tlenu (lub do zużycia papieru, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej). Spalanie podgrzewa powietrze w butelce, zwiększając ciśnienie powietrza. Podgrzane powietrze wypycha jajko z drogi, sprawiając, że wydaje się, że przeskakuje przez usta butelki. Gdy powietrze ochładza się, jajko uspokaja się i uszczelnia otwór wylotowy butelki. Teraz w butelce jest mniej powietrza niż na początku, więc wywiera on mniejszy nacisk. Gdy temperatura wewnątrz i na zewnątrz butelki jest taka sama, na zewnątrz jest wystarczające nadciśnienie, aby wepchnąć jajko do środka.

Podgrzewanie butelki daje ten sam rezultat (i może być łatwiejsze, jeśli nie możesz utrzymać papieru na tyle długo, aby umieścić jajko na butelce). Butelka i powietrze są podgrzewane. Gorące powietrze uchodzi z butelki, dopóki ciśnienie zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz butelki nie będzie takie samo. Gdy butelka i powietrze nadal się ochładzają, narasta gradient ciśnienia, więc jajko jest wpychane do butelki.

Jajo można wydostać przez zwiększenie ciśnienia wewnątrz butelki, tak aby było ono wyższe niż ciśnienie powietrza na zewnątrz butelki. Obróć jajko tak, aby było ułożone tak, aby mały koniec spoczywał w otworze butelki. Przechylić butelkę na tyle, aby można było dmuchać powietrzem do wnętrza butelki. Obróć jajko przez otwór, zanim zdejmiesz usta. Trzymaj butelkę do góry nogami i obserwuj, jak jajko wypada z butelki. Alternatywnie możesz zastosować wartość ujemną nacisk do butelki poprzez odsysanie powietrza, ale wtedy ryzykujesz uduszenie jajkiem, więc to nie jest dobry plan.