Tri sviečky rôznych výšok umiestnené v uzavretej nádobe zhasínajú v dvoch prípadoch v opačnom poradí – raz od najvyššej po najnižšiu a inokedy naopak. V oboch prípadoch pritom zohráva hlavnú úlohu ten istý plyn. Čo teda spôsobuje rozdiel?
Videonávod týchto experimentov, ako aj všetkých predchádzajúcich, nájdete na webovej stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
V uzavretej nádobe
Pomôcky: tri sviečky troch rôznych výšok, zápalky, sklená nádoba dostatočne veľká na umiestnenie všetkých troch sviečok a s rovným horným okrajom (bez zobáčika na vylievanie tekutiny)
Postup: Tri sviečky umiestnime na vodorovnú podložku, pripevníme ich do stojanov alebo prilepíme o podklad. Všetky tri zapálime a necháme chvíľku horieť, aby sa ich plamene ustálili a boli približne rovnako vysoké. Sviečky prikryjeme sklenou nádobou s rovným okrajom tak, aby sme zabránili prístupu vzduchu.
Pozorovanie: Sviečky budú spočiatku horieť rovnako, no postupne sa ich plamene začnú zmenšovať, až napokon zhasnú. Najskôr zhasne najvyššia, potom prostredná a nakoniec najnižšia sviečka.
Alternatíva
Pomôcky: rovnaké pomôcky ako v predchádzajúcom pokuse doplnené o sódu bikarbónu, ocot, sklenú karafu so zobáčikom a špajdľu
Postup: Tri rôzne vysoké sviečky umiestnime na dno sklenej nádoby a upevníme ich. Sviečky zapálime pomocou špajdle. Do karafy nalejeme ocot a pridáme sódu bikarbónu. Zmes nemiešame, len necháme v pokoji prebehnúť reakciu. Vzniknutý plyn pomaly nalievame do nádoby so sviečkami.
Pozorovanie: Pomalým prelievaním oxidu uhličitého postupne zhasnú všetky tri sviečky, tentoraz v opačnom poradí ako v prvom pokuse. Najskôr zhasne najnižšia, potom prostredná a nakoniec najvyššia sviečka.
Vysvetlenie
Sviečka pri horení potrebuje knôt, vosk a prívod vzduchu, teda kyslík. Pri jej horení vznikajú oxid uhličitý, vodná para, teplo a svetlo. Pre naše pokusy je zaujímavý práve oxid uhličitý.
V druhom pokuse vzniká CO2 ako produkt reakcie sódy bikarbóny a octu. Keď tento plyn opatrne nalejeme do nádoby s horiacimi sviečkami, klesá ku dnu, postupne vytláča vzduch a zhasína plamene. Preto najskôr zhasne najnižšia sviečka a až potom ostatné.
V prvom pokuse umiestnime horiace sviečky do nádoby bez prístupu vzduchu. Počas horenia sa kyslík vnútri premieňa na oxid uhličitý, ktorý je však zohriaty procesom horenia. Preto neklesá ku dnu nádoby, ale pomaly ju zapĺňa odhora. Z tohto dôvodu zhasne ako prvá najvyššia sviečka.
V oboch prípadoch je príčinou zhasnutia sviečok oxid uhličitý, no rozhodujúca je jeho teplota, presnejšie jeho hustota, ktorá závisí od teploty. Čím je plyn teplejší, tým má menšiu hustotu.
Prax
V prípade požiaru je potrebné unikať z horiacej budovy tak, že držíme tvár čo najnižšie pri zemi, kde je vyššia koncentrácia kyslíka. Všetky produkty horenia, ako aj CO2, sú totiž zohriate a plnia miestnosť odhora.
Naopak, ak sa nachádzame v pivnici, kde kvasí burčiak, je potrebné držať tvár čo najvyššie nad zemou. Na zistenie prítomnosti oxidu uhličitého v pivniciach sa doteraz používa horiaca sviečka, ktorú treba umiestniť na podlahu. Ak sviečka zhasne, je nutné pivnicu opustiť a dôkladne ju vyvetrať, pretože oxid uhličitý s rovnakou teplotou ako okolitý vzduch zapĺňa miestnosť odspodu.
Autorka článku: PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Foto a video: Stanislav Griguš
Ak experiment vyskúšate, svoje realizácie môžete posielať na adresu sona.gazakova@fmph.uniba.sk.
Viac takýchto článkov a exkluzívneho obsahu môžete získať vďaka predplatnému.
Máte predplatné?
Prihlásiť sa