בניסוי הזה נגרום לשקיק תה לעוף למעלה באמצעות אוויר חם שנוצר מאש. הניסוי מחייב השגחה של מבוגר!

ציוד

  • תיון (ראו בסרטון הסבר לגבי סוג התיון הדרוש לניסוי)
  • צלחת או מגש חסיני אש
  • מצית או גפרורים
  • מספריים

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה: מאחר ששקיק התה הריק קל מאוד, כל רוח קלה יכולה להפיל אותו ולכן יש לבצע את הניסוי בחדר סגור – בלי חלון או דלת פתוחים – ולהימנע ממשבי רוח. אם התיון נופל במקרה תוך כדי בעירה, אל תנסו להרים אותו בידיכם – תנו לו לבעור עד הסוף בתוך הצלחת.

 

הסבר

כשמדליקים את התיון, בדומה להדלקה של עץ או נייר רגילים, או אפילו נר, רואים שהוא בוער באש ואחרי זמן מה כמעט כל החומר "נעלם". אבל ההיעלמות הזאת היא אשליה והחומר לא באמת נעלם, אלא רק "משנה צורה". במהלך תהליך הבעירה חמצן מהאוויר יוצר תגובה כימית עם הנייר ותוצרי התגובה הם בעיקר גזים – אדי מים ופחמן דו-חמצני, יחד עם הרבה אנרגיה שבאה לידי ביטוי באור שהאש פולטת, ובחום או הטמפרטורה הגבוהה של האש והגזים הנפלטים ממנה.

בגלל חוקי הגזים – הגזים החמים שנפלטים בתהליך השריפה צפופים פחות מהאוויר הרגיל והקר הסובב אותם, כלומר הם שוקלים פחות לכל יחידת נפח. בשל כך פועלים עליהם כוחות ציפה שדוחפים אותם כלפי מעלה, בדיוק כמו מצוף מקלקר שנמצא במים. הם עולים למעלה ואכן אם נסתכל היטב על להבות בוערות נראה שהאש תמיד פונה וזורמת כלפי מעלה. לזרימה של אוויר חם כלפי מעלה בהשפעת חוק הציפה קוראים קונבקציה (Convection).

מעל התיון הבוער נוצר לכן מעין עמוד של זרמי קונבקציה. ככל שמתקדם תהליך הבעירה כמות החומר המוצק והכבד בתיון הולכת ומתמעטת, עד שבשלב האחרון הוא כבר קל מספיק כדי להיתפס בזרמי הקונבקציה ועולה איתם למעלה במעין מעלית של גזים – כפי שאכן מתרחש בסוף הניסוי.

מעניין לציין

זרמי הקונבקציה ממלאים תפקיד חשוב מאוד ביצירת מזג האוויר שלנו: כשאוויר חם ואוויר קר נפגשים, למשל כשרוח עם אוויר חם מהים פוגשת אוויר קר בהרים שליד החוף, פועלים כוחות עילוי על האוויר החם והוא נדחף כלפי מעלה (זרמי קונבקציה). כאשר האוויר החם עולה למעלה הוא מתקרר, ואם הייתה בו הרבה לחות, המים שבו מתעבים, נוצרים עננים, ובתנאים מתאימים גם יורד גשם.

מומלץ לנסות בהקשר זה גם את ניסוי סביבון האש – סביבון שפועל על זרמי אוויר חם העולים מעלה.

2 תגובות

  • אנונימי

    נשרף ולא עף

    מה יכולה להיות הסיבה שהשקיק לא עף?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כמה אפשרויות

    1. אם משתמשים בשקיק קצר מדי, ולא בשקיק ארוך כמו שמודגם בסרט – הוא לא עף.
    2. אם משתמשים בשקיק בצורה מוזרה – כמו פירמידה, ולא גליל – הוא לא עף.
    3. אם השקיק כבד מדי הוא לא יעוף – אפילו גרגיר אחד קטן של תה שנשאר בשקיק הופך אותו לכבד מדי, חשוב שלא תישאר אפילו לא חתיכה קטנה אחת של עלה תה בשקיק.
    4. אם יש רוח בחדר זה יכול למנוע מהשקיק לעוף, גם להקפיד לא להיות קרובים מדי לשקיק – גם בגלל בטיחות, וגם בגלל שלפעמים נושפים על השקיק וזה גם מפריע להצטברות האוויר החם מעליו ולתעופה.
    5. לפעמים השקיק נדבק למשטח שעליו הוא נמצא – וזה מונע ממנו לעוף, אפשר לנסות להחליף משטח – למשל מצלחת קרמיקה לצלחת זכוכית.
    6. כדאי לנסות 3-4 פעמים, ולא להתייאש אחרי ניסיון אחד.
    בהצלחה!
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע