בניסוי הנוכחי ניצור ענן קטן בתוך בקבוק ונוכל להעלים אותו וליצור אותו מחדש בכל רגע לפי רצוננו. הניסוי מחייב השגחה של מבוגר!
ציוד
- בקבוק ריק של משקה קל כלשהו, בעל דופן שקופה (רצוי בנפח של 2 ליטרים)
- מים
- שיפוד עץ ארוך
- גפרורים או מצית
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:
הערה: שימו לב לא למלא את הבקבוק בהרבה עשן, אלא בכמות מזערית - כמו שמוראה בסרט. אם תמלאו את הבקבוק בכמות עשן גדולה, לא תצליחו לראות את הענן מרוב העשן...
הסבר
כולנו למדנו שמים רותחים בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס – וזה כמובן נכון. אבל אסור להתבלבל ולחשוב שמים נוזליים אינם מתאדים גם בטמפרטורה נמוכה יותר. למעשה מים מתאדים בכל טמפרטורה, ולא רק ב-100 מעלות. בזכות זה אנחנו יכולים לייבש כביסה תלויה על חבל באוויר הפתוח אפילו בטמפרטורה של 20 מעלות ומטה. וחשוב אפילו יותר – בזכות העובדה הזו מים מתאדים מהימים והאגמים בכדור הארץ, יוצרים עננים ומורידים עלינו גשם.
מים יכולים להתאדות באוויר רק עד שיעור מסוים בלבד שתלוי בטמפרטורה. בטמפרטורה של 0 מעלות, למשל, האוויר יכול להכיל עד 0.6 אחוז אדי מים, ב-25 מעלות עד 3 אחוזים של מים ובטמפרטורה של 50 מעלות האוויר יכול להכיל עד 12 אחוזי אדים. שיעורי המים הללו באוויר נקראים אחוזי לחות מוחלטים (אבסולוטיים).
בהקשר של מזג האוויר נהוג הרבה יותר לדבר על אחוזי מים יחסיים או על לחות יחסית – כלומר כמה רחוקה הלחות באוויר מהשיעור המקסימלי שלה בטמפרטורה נתונה. אם למשל ב-25 מעלות שיעור אדי המים באוויר הוא 1.5 אחוז, נאמר שיש לחות יחסית של 50 אחוז – כי הלחות היא רק חצי מהערך המקסימלי של שלושה אחוזים. כשמשתמשים בלחות יחסית קל יותר לדעת כמה קרוב האוויר לרוויה: ככל שהמספר קרוב יותר ל-100 אחוז כך האוויר רווי יותר במים.
אם ניקח כלי, נמלא אותו במים ונסגור אותו כך שלא תהיה בו תחלופה של אוויר, כמו שעשינו לבקבוק בניסוי, תוך כמה דקות המים שבו יתאדו והאוויר יהיה רווי במים, כלומר יכיל את אחוז המים המוחלט המרבי שהוא יכול להכיל: 100 אחוזי לחות יחסית.
כאמור, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר האוויר יכול להכיל יותר מים ולהיפך – ככל שקר יותר האוויר יכול להכיל פחות מים. כאן נעוץ סוד יצירת העננים: כשאוויר רווי במים בטמפרטורה גבוהה מתקרר, הוא אינו יכול להכיל יותר את אדי המים שבתוכו ולכן הם מתעבים, כלומר הופכים באוויר לטיפות מים קטנטנות שאנו רואים בתור עננים. אם הטיפות גדולות יותר הן יורדות עלינו כגשם, ואם התהליך מתרחש קרוב לפני הקרקע אדי המים יתעבו כטל על הצמחים בבקרים קיציים לחים. אם התהליך מתרחש בתוך הבית, בהשפעת המזגן, המים מתעבים וזורמים החוצה מהמזגן דרך פתח הניקוז.
בניסוי הנוכחי אנו מנצלים את העובדה שכאשר דוחסים גז הוא מתחמם. אפשר להרגיש את זה למשל כשאנחנו דוחסים אוויר לתוך צמיג של אופניים – אם תגעו בקצה המשאבה בזמן המילוי תרגישו שהוא מתחמם. לעומת זאת, כשגז מתפשט והלחץ שלו יורד – הוא מתקרר.
בניסוי אנחנו דוחסים את הבקבוק הסגור ולכן האוויר שבו מתחמם ועוד מים מתאדים, כי ככל שהאוויר חם יותר הוא יכול להכיל יותר אדי מים. לאחר מכן אנחנו מרפים מהבקבוק, האוויר מתפשט ומתקרר ואינו יכול להכיל יותר את כל אדי המים שבתוכו. כתוצאה מכך עודפי המים מתעבים לטיפות מים קטנטנות שמחזירות את האור שפוגע בהן ונראות לבנות, כלומר ענן. אם נלחץ על הבקבוק מחדש, האוויר שבו יתחמם, יוכל שוב להכיל יותר מים, והענן יתאדה וייעלם.
טיפות המים נוצרות בתהליך ההתעבות בקלות רבה יותר אם יש באוויר חלקיקים קטנים, שמכונים גרעיני התעבות. בטבע אלה יכולים להיות גרגירי אבק, אבקני צמחים, חלקיקי מלח מהים ואפילו חלקיקי עשן שפולטות מכוניות. בניסוי הנוכחי אנו משתמשים בעשן בתור גרעיני ההתעבות של הטיפות. כפי שרואים בסרטון, בלעדי העשן קשה מאוד למים להתעבות באוויר, והם מעדיפים להתעבות כטיפות על הדפנות ולא במרכז הבקבוק כענן.
מעניין לציין
בעקבות ההבנה שעננים מתעבים טוב יותר סביב מרכז עיבוי או גרעיני התעבות התעורר הרעיון לפזר בחורף באופן מלאכותי חלקיקים קטנים בשמיים כדי לעודד יצירת עננים וירידת הגשם. אחרי ניסויים רבים נמצא שחומר בשם יודיד הכסף מסייע בצורה הטובה ביותר ל"זריעת עננים" (כך נקראת הפעולה). בכל יום חורפי ממריאים בישראל מטוסים לאוויר ומפזרים את אבקת החומר בשמיים כדי להגביר את המשקעים.
זריעת עננים, ממטוס או באמצעות תנורים מהקרקע | איור: DooFi, ויקיפדיה
לפי המדידות, כמות המשקעים בישראל עלתה ב-13 אחוזים בעקבות פעולת הזריעה הזו. (אולם הנושא איננו חד משמעי ויש מדענים החולקים על יעילות הפעילות לזריעת העננים).
