Implozja – wybuch pod kontrolą

Wybuchowe eksperymenty przykuwają uwagę większości osób. Nic dziwnego, tego typu doświadczenia są zazwyczaj bardzo efektowne. A to dlatego, że wybuchem nazywamy gwałtowne wydzielenie się dużej porcji energii w wyniku reakcji chemicznej lub na skutek zjawisk fizycznych, np. wzrostu temperatury, ciśnienia czy zmiany stanu skupienia. Ze względu na kierunek rozprzestrzeniania się fali uderzeniowej wyróżniamy dwa typy wybuchów: eksplozję i implozję. Pierwszy termin z pewnością wszyscy kiedyś słyszeli. Ale jak wygląda implozja. Pora na eksperyment.

Potrzebne materiały 

  1. puszka po napoju
  2. miska plastikowa lub metalowa
  3. palnik
  4. zapałki lub zapalarka
  5. zimna woda
  6. pipetka lub łyżeczka
  7. rękawica robocza

UWAGA!

Doświadczenie wymaga opieki osoby dorosłej, ponieważ będziemy używać ognia

Wykonanie

Do miski nalewamy zimnej wody. Kilka mililitrów wody należy wlać również do opróżnionej z napoju puszki. Zapalamy palnik i stawiamy na nim puszkę. Po minucie powinniśmy zaobserwować wydobywającą się z otworu parę wodną. Odczekujemy jeszcze kilkanaście sekund po czym chwytamy rękawicą puszkę i wkładamy ją do miski z zimną wodą – najlepiej otworem do dołu. Momentalnie puszka zostanie zmiażdżona wydobywając głośny huk.

Wytłumaczenie

Wybuch powoduje powstanie fali podwyższonego ciśnienia. Przy eksplozji fala ta rozprzestrzenia się od centrum, gdzie ciśnienie jest największe. W przypadku implozji fala skierowana jest do wnętrza, bo tam musi panować dużo niższe ciśnienie (rysunek 1).

Pod­czas wrze­nia wody w pusz­cze powstaje para wodna, która wypiera powie­trze przez górny otwór – zgodnie z zasadą, że wzrost temperatury powoduje wzrost objętości gazów. Kiedy gwałt­ow­nie schłodziliśmy parę wodną ta skropliła się. Skroplona para wodna zajmuje mniejszą objętość niż wcześniej i wew­nątrz pow­staje pra­wie próżnia. Ciśnie­nie spada tak gwałtownie, że puszka zostaje zmiażdżona przez ota­cza­jące ją ciśnie­nie atmos­fe­ryczne.

Na co dzień zjawisko implozji wykorzystuje się między innymi przy wyburzeniach budynków. Saperzy tak rozmieszczają materiały pirotechniczne, by wybuch spowodował podciśnienie wewnątrz obiektu. W ten sposób budynek zapada się do środka, nie powodując szkód  wokoło.

Postaram się w najbliższym czasie zamieścić film z przeprowadzania eksperymentu. Życzę udanej zabawy

Tekst i zdjęcia

Łukasz Wyka

Literatura

  1. Ł. Wyka, Implozja – wybuch pod kontrolą, 12 (90) Astronomia, s. 94-95, 2019
  2. G. Hewitt, Fizyka Wokół nas, PWN, Warszawa 2015
  3. Ł. Wyka, Wciągające powietrze – artykuł na stronie klubnaukowca.pl:
    http://serwer1832032.home.pl/public_html/public_html/index.php/2019/10/24/wciagajace-powietrze/ /  [ dostęp 27.10.2019]

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *