Демонстрация яйца в бутылке – это простая демонстрация химии или физики, которую вы можете провести дома или в лаборатории. Вы кладете яйцо на бутылку (как на фото). Вы изменяете температуру воздуха внутри контейнера, уронив кусок горящей бумаги в бутылку или напрямую нагревая/охлаждая бутылку. Воздух толкает яйцо в бутылку.
Материалы
- Очищенное сваренное вкрутую яйцо (или мягкое) кипяченой, если вас интересует желточная каша)
- Фляга или банка с отверстием чуть меньше диаметра яйца.
- Бумага/зажигалка или очень горячая вода или очень холодная жидкость
В химической лаборатории эта демонстрация чаще всего выполняется с использованием колбы на 250 мл и среднего или большого яйца. Если вы пробуете эту демонстрацию дома, вы можете использовать стеклянную бутылку яблочного сока. Если вы используете слишком большое яйцо, оно втянется в бутылку, но застрянет (что приведет к липкому беспорядку, если яйцо было сварено всмятку). Мы рекомендуем яйцо среднего размера для большинства бутылочек. Очень большое яйцо застревает в бутылке.
Выполните демонстрацию
- Метод 1 : подожгите лист бумаги и бросьте его в бутылку. Положите яйцо на верхнюю часть бутылки (маленькой стороной вниз). Когда пламя гаснет, яйцо выталкивается в бутылку.
- Метод 2 : поместите яйцо в бутылку. Налейте в бутылку очень горячую воду из-под крана. Вокруг яйца будет выходить теплый воздух. Поставьте бутылку на прилавок. По мере остывания яйцо выталкивается в бутылку.
- Метод 3 : поместите яйцо в бутылку. Погрузите флакон в очень холодную жидкость. Мы слышали, что это делается с использованием жидкого азота, но это звучит опасно (стекло может разбиться). Рекомендуем попробовать ледяную воду. Яйцо проталкивается внутрь, поскольку воздух внутри бутылки остывает.
Как это работает
Если вы просто положите яйцо на бутылку, его диаметр слишком велик, чтобы оно могло проскользнуть внутрь. Давление воздуха внутри и снаружи бутылки одинаково, поэтому единственная сила, которая может заставить яйцо попасть в бутылку, – это сила тяжести. Сила тяжести недостаточно, чтобы втянуть яйцо внутрь бутылки.
Когда вы меняете температуру воздуха внутри бутылки, вы меняете давление воздуха внутри бутылки. Если у вас есть постоянный объем воздуха и вы его нагреваете, давление воздуха увеличивается. Если охладить воздух, давление снизится. Если вы можете достаточно снизить давление внутри бутылки, давление воздуха снаружи бутылки вытолкнет яйцо в контейнер.
Легко увидеть, как давление изменяется, когда вы охлаждаете бутылку, но почему яйцо выталкивается в бутылку при нагревании? Когда вы уроните горящую бумагу в бутылку, она будет гореть до тех пор, пока не будет израсходован кислород (или бумага не израсходована, в зависимости от того, что наступит раньше).. Сгорание нагревает воздух в баллоне, увеличивая давление воздуха. Нагретый воздух отталкивает яйцо, заставляя его прыгать через горлышко бутылки. Когда воздух охлаждается, яйцо оседает и закрывает горлышко бутылки. Теперь в баллоне меньше воздуха, чем когда вы начали, поэтому он оказывает меньшее давление. Когда температура внутри и снаружи бутылки одинакова, положительного давления снаружи бутылки достаточно, чтобы вытолкнуть яйцо внутрь.
При нагревании бутылки получается то же самое. результат (и это может быть легче сделать, если вы не можете держать бумагу горящей достаточно долго, чтобы положить яйцо в бутылку). Бутылка и воздух нагреваются. Горячий воздух выходит из бутылки до тех пор, пока давление внутри и снаружи бутылки не станет одинаковым. По мере того, как бутылка и воздух внутри продолжают охлаждаться, создается градиент давления, поэтому яйцо выталкивается в бутылку.
Как достать яйцо
Вы можете вытащить яйцо, увеличив давление внутри бутылки так, чтобы оно было выше, чем давление воздуха вне бутылки. Раскатайте яйцо так, чтобы его маленький конец находился в горловине бутылки. Наклоните бутылку ровно настолько, чтобы вы могли выдувать воздух внутрь. Перед тем, как оторвать рот, перекатайте яйцо через отверстие. Держите бутылку вверх дном и наблюдайте, как яйцо выпадает из бутылки. В качестве альтернативы вы можете подать в бутылку отрицательное давление, высасывая воздух, но тогда вы рискуете подавиться яйцом, так что это не лучший план.