Мгновенное смятие жестяной банки происходит под действием колоссального атмосферного давления при создании внутри неё вакуума. Если нагреть в банке немного воды до кипения, пар вытеснит весь воздух. При резком охлаждении (погружении горлышком в холодную воду) пар мгновенно конденсируется, превращаясь обратно в каплю жидкости. Внутри банки возникает пустота, и внешнее давление атмосферы (около 1 кг на кв. см) мгновенно сплющивает металл.
Прикоснитесь сейчас к стенке пустой жестяной банки из-под напитка. Тонкий, но упругий алюминий. Попробуйте сжать её пальцами - Вам придётся приложить заметное усилие. А теперь представьте, что я научу Вас раздавливать такую банку в лепешку, не используя мышц вовсе. Одним лишь движением руки, точно заправский факир. Степенно. Торжественно. И очень эффектно.
Многие полагают, что это фокус с магнитами или скрытыми пружинами. Но Яков Исидорович Перельман знал: наш лучший союзник - это десятиметровый столб воздуха над головой. Мы просто дадим ему повод поработать за нас. Перед нами - классика термодинамики, превращенная в интеллектуальный аттракцион.
Остановитесь на полминуты. Не листайте. Как Вы думаете, какая сила давит на обычную банку снаружи? Хватило бы её, чтобы раздавить карету или даже целый паровоз, если бы мы смогли создать внутри них абсолютную пустоту?
Как это сделать правильно?
Налейте в пустую банку совсем немного воды - на один палец. Поставьте её на плиту и дождитесь, пока из горлышка повалит густой белый пар. Не спешите. Дайте пару вытеснить весь воздух изнутри. Теперь самое главное: возьмите банку щипцами и быстрым, уверенным движением переверните её горлышком вниз в глубокую миску с ледяной водой.
БАХ! Гулкий хлопок - и банка в ту же секунду превращается в смятый кусок жести. Словно по ней ударил невидимый молот весом в сто пудов. Это атмосфера Земли «зашла в гости», обнаружив, что внутри банки стало пусто.
Куда делся пар?
Секрет в мгновенной конденсации. Когда горячий пар касается ледяной воды, он превращается обратно в несколько капель жидкости. Объем пара уменьшается в 1600 раз! Внутри банки образуется почти абсолютный вакуум.
А снаружи - всё тот же добрый старый килограмм давления на каждый квадратный сантиметр. Для маленькой банки это суммарная сила в 100-150 килограммов. Металл просто не может сопротивляться такой массе. Перельман в своё время писал, что это самый наглядный урок по теме «система в равновесии». Пока внутри был воздух - банка держалась. Стоило воздуху уйти - мир раздавил её. Степенно. Торжественно. Грандиозно.
«А вы знали?»: Смятые цистерны
В истории железных дорог бывали случаи, когда огромные нефтяные цистерны сплющивались точно так же, как наша банка. Если помыть цистерну изнутри горячим паром, а потом плотно закрыть все люки и оставить на ночь на холоде - к утру многотонная стальная громадина превращалась в мятую жестянку. Инженеры, забывшие уроки Якова Перельмана, дорого платили за своё невежество.
Что далее
Мы погрузимся в пучину вод. «Задача про водолаза» - почему нельзя подниматься на поверхность слишком быстро и как пузырьки азота могут превратить Вашу кровь в кипящую газировку?
Читайте также:
Подпишись на канал Перельман «А вы знали?», чтобы знать, как управлять стихиями. А Вы пробовали повторить этот опыт с банкой? Напишите о своих результатах, не обожглись?
Канал «А вы знали?» - задачи, фокусы и наука. Каждый день - повод удивиться.