שיטה אחת שיטה לניפוח בלון בתוך בקבוק כבר הראינו לכם בעבר. הפעם אנחנו רוצים להראות לכם שיטה חדשה, והפעם על ידי "טריק" סודי: טיפול מיוחד שעשינו לבקבוק.
מומלץ להיעזר במבוגר בעת ביצוע הניסוי.
ציוד
- בלון
- בקבוק פלסטיק גדול – עדיף בקבוק מרובעת וקשיח
- מברג קטן או מסמר ופטיש (זהירות!), אפשר ואפילו עדיף להשתמש בנעץ של לוחות מודעות (נעץ ראש גדול) לחירור (ראו מהלך הניסוי)
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:
הסבר
האוויר הסובב אותנו הוא חומר לכל דבר – הוא פשוט נמצא במצב צבירה גזי. כמו בחומרים מוצקים ונוזלים, גם לגזים יש נפח, אם כי בניגוד להם גז יכול להידחס בקלות רבה כשמפעילים עליו לחץ. כשאנחנו מלבישים את הבלון על פתח הבקבוק וחוסמים אותו לחלוטין, האוויר שבתוך הבקבוק אינו יכול לצאת ולפנות מקום לבלון המתנפח, ולכן אי אפשר לנפח את הבלון במצב הזה. או ליתר דיוק, בני אדם אינם יכולים לעשות את זה – משאבת לחץ אוויר חזקה מספיק תצליח לנפח בלון גם כשהוא בתוך בקבוק על ידי הפעלת לחץ חזק שידחס את האוויר שבתוך הבקבוק. ריאות אנושיות אינן חזקות מספיק בשביל זה.
אפשר להבין את העניין בצורה ברורה יותר אם במקום אוויר נחשוב על מים (נוזל). ברור לחלוטין שאם נכניס חומר נוסף (מוצק או נוזל) לכלי עם מים, החומר הנוסף ידחה את המים החוצה – זה אחד העקרונות של חוק ארכימדס. באותה צורה, אם נמלא כוס עד הסוף בגולות זכוכית מוצקות ונרצה להכניס לתוכה גולות אחרות, נצטרך קודם להוציא חלק מהגולות שכבר קיימות בו.
לכן, רק אחרי שאנחנו יוצרים חור בבקבוק, האוויר שבתוכו יכול לצאת החוצה (דרך החור) ולאפשר לבלון להתנפח. ואותו דבר נכון גם בכיוון ההפוך: אחרי שהבלון התנפח בתוך הבקבוק, מספיק שנאטום באצבע את החור שניקבנו בבקבוק והבלון לא יוכל להתרוקן, כי לא תהיה לאוויר שום דרך להיכנס לתוך הבקבוק ולמלא את החלל שיפנה הבלון המתרוקן.
ובאופן קצת יותר מדויק, ברגע שהבלון רק מתחיל להתרוקן נוצר בבקבוק לחץ נמוך בגלל גדילת הנפח הפנוי שבו. הפרש הלחצים שנוצר בין הלחץ שמחוץ לבקבוק לבין הלחץ הנמוך שבתוכו שומר את הבלון בצורתו המנופחת, כלומר הלחץ החיצוני לוחץ על דפנות הבלון.
חשוב לזכור שאם נשתמש בבקבוק חלש מיד מבחינה מכנית, לחץ האוויר החיצוני יצליח למעוך אותו, כך שחשוב לשם הצלחת הניסוי להשתמש בבקבוקים קשיחים – הבקבוקים המרובעים הם הטובים ביותר.
מעניין לציין
"חזה אוויר" היא תופעה שבה אוויר מצטבר בתוך בית החזה (מחוץ לריאות), ומונע מהריאות להתרחב – בדיוק כמו בניסוי הבלון בבקבוק. כפי שאתם מבינים, זה מצב רפואי קשה שעלול לגרום למוות מחנק. כדי לפתור את הבעיה, בדיוק כמו בניסוי שלנו, הרופאים יוצרים חור בין הצלעות כדי לאפשר לאוויר לצאת מבית החזה – ולחולה לחזור לנשום בצורה תקינה.
