خلاقانه

آزمایش فشار هوا با استفاده از بطری، آب، کاسه و شمع یک آزمایش علمی کلاسیک است که به زیبایی مفهوم فشار هوا را نشان می دهد. در اینجا یک مقاله در مورد این آزمایش آورده شده است:
آزمایش شگفت انگیز فشار هوا: صعود آب با شمع

هدف: نشان دادن اثر فشارهوا با استفاده از یک بطری، آب، یک کاسه و یک شمع روشن.
مواد لازم:
یک کاسه یا بشقاب کم عمق
آب
رنگ خوراکی (اختیاری، برای دید بهتر)
یک شمع کوچک
یک کبریت یا فندک
یک بطری شیشه ای یا لیوان با دهانه ای که بتواند شمع را بپوشاند

روش کار:
مقدار کمی آب در کاسه بریزید. اگر می خواهید اثر را بهتر ببینید، چند قطره رنگ خوراکی به آب اضافه کنید و هم بزنید.
شمع را در وسط کاسه قرار دهید. می توانید از کمی چسب یا موم ذوب شده شمع برای ثابت نگه داشتن آن استفاده کنید.
شمع را با کبریت یا فندک روشن کنید.
به آرامی و با احتیاط بطری شیشه ای یا لیوان را به صورت وارونه روی شمع قرار دهید. مطمئن شوید که لبه بطری زیر سطح آب قرار گرفته و یک مهر و موم ایجاد می کند.
مشاهده کنید چه اتفاقی می افتد.

مشاهدات:
خواهید دید که با سوختن شمع، شعله کم کم کوچکتر می شود و در نهایت خاموش می شود. همزمان با خاموش شدن شمع، سطح آب داخل بطری شروع به بالا آمدن می کند و مقدار قابل توجهی آب از کاسه به داخل بطری کشیده می شود.

توضیح علمی:
این آزمایش یک نمایش جذاب از اصول فشار هوا است. در اینجا دلیل آنچه اتفاق می افتد آورده شده است:
مصرف اکسیژن و گرم شدن هوا: وقتی شمع می سوزد، اکسیژن موجود در داخل بطری را مصرف می کند. همچنین، سوختن شمع باعث گرم شدن هوای داخل بطری می شود. هوای گرم منبسط می شود و مقداری از آن ممکن است به صورت حباب از زیر لبه بطری خارج شود.
خاموش شدن شمع و سرد شدن هوا: پس از مدتی، اکسیژن داخل بطری تمام می شود و شمع خاموش می شود. با خاموش شدن شعله، هوای داخل بطری شروع به سرد شدن می کند.
کاهش فشار داخل بطری: وقتی هوا سرد می شود، منقبض می شود و حجم آن کاهش می یابد. از آنجایی که بطری مهر و موم شده است، این کاهش حجم منجر به کاهش فشار هوای داخل بطری می شود.
فشار هوای بیرون: فشار هوای بیرون بطری (فشار اتمسفر) تغییری نمی کند و اکنون از فشار هوای داخل بطری بیشتر است.
صعود آب: فشار هوای بیشتر بیرون، آب موجود در کاسه را به داخل بطری هل می دهد، جایی که فشار کمتری وجود دارد. آب به داخل بطری بالا می رود تا زمانی که اختلاف فشار بین داخل و خارج بطری متعادل شود.

نتیجه گیری:
آزمایش شمع و آب به وضوح نشان می دهد که فشار هوا یک نیروی واقعی است و می تواند مایعات را حرکت دهد. این یک راه ساده و جذاب برای درک یکی از مفاهیم اساسی در فیزیک است. این آزمایش اغلب در کلاس های علوم برای معرفی مفهوم فشار هوا و نشان دادن چگونگی عملکرد آن استفاده می شود.
دیدن فیلم آموزشی و آزمایش فشار هوا در یوتیوب خلاقانه: https://youtube.com/shorts/QQDmRWOSTOE