Představte si, že máte dvě stejně dlouhé svíčky. Jednu necháte hořet na desce stolu (nebo raději ne, bezpečnější asi bude postavit ji na talířek) a druhá hoří ponořená ve svislé poloze ve vodě tak, že nad hladinou vyčnívá přibližně půl centimetru svíčky. Kdy zhasne svíčka ve vodě?
Otázka zřejmě není až taková těžká. Přece když nad hladinou vyčnívá půl centimetru svíčky, tak po odhoření tohoto půl centimetru plamen svíčky zaplaví voda. Ale pozor - známá pravda říká, že na jakoukoliv otázku existuje jednoduchá, logická, snadno pochopitelná, ale nesprávná odpověď. Bude lepší, když se přesvědčíme pokusem. Protože dnes budeme pracovat s hořícími svíčkami - a oheň jak známo je dobrý sluha, ale zlý pán - poproste někoho dospělého ze svého okolí o dohled.
K realizaci pokusu budeme potřebovat dvě stejné svíčky, zavařovací sklenici, připínáček, kousek drátu a zápalky. Nic, co byste doma nenašli. Sklenici naplníme vodou. Do spodní části svíčky zapíchneme připínáček a omotáme kolem něj drát. Připínáček s drátkem budou sloužit jako závaží, kterým zatížíme svíčku, aby stála ve sklenici, vznášela se ve svislé poloze, nepřevrátila se a nezahasila. Svíčku zapálíme a kromě doby hoření pozorujeme, jak se mění velikost ponořené části svíčky a její tvar.
Překvapivé je už porovnání začátku hoření svíčky ve vodě a hořící svíčky stojící na suchu vedle na stole. Plamen v plovoucí svíčce vypaluje vosk hlavně v blízkosti knotu a vytváří tak ve svíčce podstatně větší jamku, než je tomu u svíčky na suchu. Díky této prohlubni vosk nepřetéká přes okraje svíčky. Za vytvoření odlišného tvaru a hloubky prohlubně může okolní voda, která vosku odebírá teplo (voda je velmi dobrý tepelný vodič), a tak zabraňuje jeho rozehřátí až k okraji. Od určitého okamžiku dochází k ubývání vosku i po obvodu svíčky a hloubka prohlubně se již nemění. Postupně ubývá ponořené části svíčky, aniž by se měnila výška té části, která je nad hladinou. Plamen zhasne až v okamžiku, kdy se dno svíčky i s připínáčkem přiblíží ke dnu prohlubně. V tu chvíli dojde k propálení prohlubně a voda zalije plamen svíčky.
S postupujícím hořením svíčka zmenšuje svoji hmotnost, což má za následek zmenšení její tíhy. Zmenšování objemu svíčky ovlivní velikost vztlakové síly. Velikost vztlakové síly totiž podle Archimédova zákona závisí na objemu ponořené části tělesa (a na hustotě kapaliny). Postupně se tedy kousek po kousku zmenšuje výška ponořené části svíčky. Svíčka ubývá odspodu a nad hladinou je přibližně stejná její část, stejný půlcentimetr jako na začátku hoření.
Před chvílí jsem se zmínil o ochlazování svíčky ve vodě. Zajímavé by asi bylo srovnání doby hoření obou svíček. Za předpokladu, že se jedná opravdu o dvě stejné svíčky zapálené ve stejný okamžik, budou hořet stejně dlouhou dobu? Nebo některá z nich bude hořet zřetelně delší dobu. Nevím, jestli je můj předpoklad správný – nakonec můžete vše ověřit pokusem – je docela možné, že svíčka ve vodě, protože je ochlazovaná po celou dobu hoření, proto vyhoří zřetelně později.
Na závěr ještě jedna praktická rada. Ne každá svíčka je k provedení pokusu vhodná. Lepší jsou kratší a silnější svíčky. K vyvážení tenkých a dlouhých svíček (např. vánočních) je třeba hodně trpělivosti. Nehledě na to, že tyto svíčky se také ve vodě rády převracejí.
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.
Žádné komentáře:
Okomentovat