UČO:
Heslo:
Přihlášení
CZEN

Atmosférický tlak - Převrácená sklenice s vodou

icon

Nad námi se nachází minimálně několik kilometrů tlustá vrstva vzduchu, na který působí gravitační síla -> ve vzduchu musí vznikat „atmosferický“ tlak.
Normální atmosférický tlak je 101325 Pa. Tato hodnota je překvapivě vysoká, následujícím experimentem si dokážeme, že tento tlak opravdu působí.

Výukové fáze: motivační, aplikační

 

Potřebné pomůcky+

  • papír / karton / pivní podtácek
  • sklenice s rovným hrdlem
  • obarvená voda
  • utěrka

 

Schéma experimentu+

Zjednodušené schéma experimentu, vhodné pro zápis do sešitu:

Nad námi se nachází minimálně několik kilometrů tlustá vrstva  vzduchu, na který působí gravitační síla -> ve vzduchu musí vznikat „atmosferický“ tlak. 
Normální atmosférický tlak je 101325 Pa. Tato hodnota je překvapivě vysoká, následujícím experimentem si dokážeme, že tento tlak opravdu působí.
 

Postup pokusu+

E001_S001 Sklenici naplníme až po okraj vodou.
E001_S002 Přiklopíme papírem a mírně přitlačíme.
E001_S003 Otočíme sklenici dnem vzhůru.
E001_S004 Papír neodpadne od sklenice, voda zůstává uvnitř sklenice, nevyteče.
 

Vysvětlení+

Na papír působí zespodu tlaková síla vyvolaná atmosférickým tlakem, která je větší (papír je mírně prohnut dovnitř sklenice) než hydrostatická síla uvnitř sklenice, vyvolaná tíhovou silou působící na vodu.
 

Video experimentu+

 

Fyzikální interpretace+

Papír odpadne a voda se vyleje pouze v případě, kdy hydrostatický tlak uvnitř sklenice bude větší než atmosférický tlak okolo. To však není závislé na objemu vody, ale výšce vodního sloupce, tedy výšce sklenice. Můžeme vycházet z Torricelliho pokusu, tedy využijeme princip spojených nádob, kdy atmosférický tlak je v rovnováze s hydrostatickým. Po číselném dosazení zjistíme, že maximální výška vodního sloupce (sklenice) je v případě vody asi 10 metrů.
{p_{a}} = 101325 Pa
{\varrho_{H_{2}O}} = 998 kg \cdot m^{-3}
\underline{g = 9,81 m \cdot s^{-3}}
{p_{a}} = h \cdot {\varrho_{H_{2}O}} \cdot g
h = \frac{p_{a}}{h \cdot {\varrho_{H_{2}O}} \cdot g} = \frac{101325}{9.81 \cdot 998} = \underline{10,34m}
 

Využití v praxi+

Studna, kapilární jevy.
 

Poznámka+

Pokus provádějte nad umyvadlem nebo lavorem.
 

Kontrolní otázky a úkoly+

  • Původní pokus byl prováděn se rtutí. Jak vysoký by byl v tomto případě sloupec rtuti?

 
Kompletní experiment na portálu fyzikalni-experimenty.cz | Stáhnout jako HDV videoklip | Stáhnout kartu experimentu

Tento experiment vložil 8.1.2012 uživatel Jan Krejčí a od té doby má 18135 shlédnutí.
.
Počítadlo přístupů z jednotlivých států border=