Jakou teplotu má plamen?

Když jsme předváděli na jedné akci pro děti pokusy s ohněm, dostal jsem od jednoho zvídálka otázku, ve kterém místě je plamen nejteplejší. A máš to! Co byste odpověděli vy? Přiznávám, že to byla ohromná otázka. Taková, která dokáže zabavit na pěkně dlouho. Nějakých pár dní jsem pálil jednu svíčku za druhou, koukal do plamene, dělal si náčrtky, všímal si barev. Od hasičů jsem se dozvěděl, že barvu plamene ovlivňuje jeho teplota. Všimněte si někdy – třeba u táboráku – jaké barvy se v ohni nacházejí. Rudá barva znamená, že plamen má teplotu kolem 700°C a ve žlutém plamenu byste naměřili až 1 100 °C.

DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ!

Při experimentování budeme pracovat s ohněm. Buďte opatrní, mějte všech pět pohromadě, legraci a vtípky si nechte na později. Horký roztavený vosk umí způsobit bolestivé popáleniny, které mohou zanechat i trvalé následky! Pokud budete požívat svíčky bez vlastních kalíšků nebo skleniček, kupte si bezpečný stojánek na svíčku. A rozhodně pokusy neprovádějte bez dozoru dospělé osoby.  

Pokus nebude vůbec složitý a všechny pomůcky určitě budete mít doma po ruce – svíčku, dřevěná párátka nebo zápalky, misku s vodou. Zapalte svíčku, nechejte ji rozhořet a pozorně sledujte její plamen. V dolní části možná uvidíte plamen namodralý a nad ním žlutý. Všimli jste si, že uprostřed plamene je prostor tmavé barvy? A pokud se podíváte hodně pozorně a z dostatečné blízkosti (pozor ať vám nechytí nos nebo dokonce vlasy!) uvidíte modrou barvu po celém povrchu plamene svíčky. Ale to chce už hodně soustředěné pozorování.

Můžeme se pokusit odhadnout teplotu plamene experimentálně?  Co kdybychom měřili, jak brzy začne hořet párátko?  Nejdříve jej přiložte do dolní části plamene svíčky. Zkoušejte odhadnout, jak dlouho trvá, než se párátko vznítí. Pokud máte po ruce kamaráda, nebo rodiče se zájmem o to, co právě podnikáte (v tom případě vám gratuluji a rodičům moc děkuji), poproste je, ať měří čas. Pokus provádějte opakovaně (jak určitě znáte z hodin fyziky, nejpřesnější hodnoty získáte opakovaným měřením). Párátko, které začne hořet, ihned uhaste v misce s vodou (připomínám, že miska musí být z nehořlavého bezpečného materiálu).  Stejný pokus (samozřejmě s jiným párátkem) zopakujte v prostoru špičky knotu. Vznítilo se párátko stejně rychle? Třetím místem, kde budeme proměřovat teplotu plamene, je to tmavé místo uprostřed. A nakonec odhadneme nebo změříme dobu potřebnou ke vznícení na špičce plamene. Tak. Máte za sebou sérii čtyř měření. Naměřili jste nějaké hodnoty, případně provedli pouze časové odhady, a tak můžete formulovat závěry. Které párátko se tedy vznítilo rychleji? Myslíte, že ta část plamene je nejžhavější? Ale kdepak…

Některé pokusy mají prostě matoucí výsledky a tento je právě jedním z nich. Nejteplejší částí plamene je ta modrá – teploty zde dosahují až 1 400 °C! V tomto místě má plamen nejvíce k hoření potřebného kyslíku a dochází tam k dokonalému spalování. Nejstudenější je plamen červený a ten má kolem 800°C.

Moment.  To je nějaké divné. Nejrychleji začalo hořet párátko v horní části plamene. Tak jak to, že vrchol není nejžhavější? Přesné vysvětlení je poněkud složitější a tak se ho pokusím zjednodušit. Plyny ohřáté na vysokou teplotu se zvedají k horním částem plamene a tento prostor má tak stále příliv horkého vzduchu zezdola. Díky tomu má párátko dost tepla na to, aby se vzňalo rychleji. Ve spodní části plamene nemá teplo odkud přijít a navíc párátko část tepla vyráběného svíčkou odebírá k vlastnímu nahřát a tím tento prostor ještě ochlazuje a tak má problém se zapálit.  

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte!

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.

Jak dobře znáte pomeranč?

Dnešní pokus bude opět o papáníčku. Žádný nezdravý pokus ale nečekejte a také nečekejte plný podnos cukroví, mísu čerstvých, ještě teplých koblih nebo vrchovatý talíř bramborového salátu.  Sáhneme po něčem výrazně zdravějším – dnes budeme potřebovat citrusové plody. Je celkem jedno, jestli použijete grep, mandarinku nebo tak jako já pomeranč. Přestože pokus vypadá až příliš nepokusně, určitě s ním pobavíte kamarády a na závěr si ještě pochutnáte.

Vyberte si jeden pomeranč. Zaměřte se na tu část, kterou byl zavěšený ke stromu - možná najdete i část větvičky. Překvapení pro ty, kteří nevědí, že pomeranč roste na stromě (dočetl jsem se, že na dospělém vzrostlém pomerančovníku se prý ročně urodí přes 5 tisíc plodů!).  V kůře pomeranče najdete pevně zatlačený jakýsi špuntík, zbytek stopky. Pečlivě a opatrně ho odstraňte. Pod ním se objeví malý důlek. A nejen ten. Podívejte se velmi pozorně. Pokud máte po ruce lupu nebo zvětšovací sklo, tak i tyto pomůcky vám možná přijdou vhod. Po obvodu tohoto důlku uvidíte jednu malinkou tečku vedle druhé. Skoro to vypadá tak, že pomeranč měl v rukou někdo před vámi a jehlou dělal kolem důlku dírky. Vezmete-li si druhý pomeranč, třetí, čtvrtý a další, najdete u každého to samé. Takže žádná jehla a žádné dírkování. Tečky spočítejte. Jsou skutečně hodně malé, takže raději je ještě jednou dvakrát přepočítejte a číslo si dobře zapamatujte.

Teď si vezměte nůž a pomeranč „po rovníku“ rozřízněte na polovinu. Vnitřek pomeranče – žlutá až oranžová dužina – je tvořen klínovitými pouzdry, která jsou vyplněna tenkostěnnými váčky, obsahujícími sladkou šťávu a semínka. Těmto klínovitým pouzdrům se lidově říká měsíčky nebo půlměsíčky podle tvarové podobnosti s dorůstajícím nebo couvajícím Měsícem. Spočítejte tyto měsíčky. Překvapilo vás, že je to stejné číslo, které jste získali, když jste počítali tečky? Že je to náhoda? Tak vezměte druhý pomeranč a proveďte s ním to samé – odloupněte špuntík, spočítejte tečky, rozřízněte a spočítejte měsíčky. Nebo mandarinku, případně další citrusový plod. U některých jsou sice tečky špatně zřetelné, ale vybaveni lupou nebudete mít jinou možnost než potvrdit, že to tak skutečně je! Tohle moc lidí neví, takže si klidně můžete s kamarády zahrát na jasnovidce – „o co, že uhádnu, kolik je uvnitř pomeranče měsíčků, aniž bych ho rozřízl“. Vše si ale musíte nejdříve dobře nacvičit, než se vydáte před skutečné publikum. Zjištění počtu teček chce přece jen určitý cvik. Dobrá finta je tvářit se, že posloucháte, co vám pomeranč říká a přitom nenápadně počítat.

Jak toto kouzlo přírody vysvětlit? Pomeranč je rozdělen do jednotlivých pouzder, která jsou od sebe dokonale oddělena (není přece problém pomeranč oloupat a rozdělit ho na jednotlivé měsíčky). Jenže pomeranč potřebuje během růstu dostávat spoustu živin, minerálů, cukru atd. Spoustou kanálků se tyto živiny dostanou tělem stromu a stopkou pomerančů až k samotnému plodu. Ale každý měsíček, každé pouzdro potřebuje svoji vlastní cestu pro tuto výživu, protože uvnitř pomeranče mezi jednotlivými pouzdry živiny proudit nemohou. Kolik kanálků, tolik teček (dírek, kterými k pouzdrům proudí živiny) a tolik pouzder. Pokud jste kamarády ohromili svými jasnovideckými schopnostmi, tak teď je určitě ještě ohromíte znalostmi o pomerančích. Věřím, že vás dnešní experiment nenechá v klidu a prověříte každý citrus, který máte po ruce. Jenže co s tolika rozkrájenými citrusovými plody? Zkuste poprosit maminku a pomozte jí udělat kompot nebo osvěžující nápoj.

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte!

Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.