เทียนดูดน้ำ ทำไมน้ำถึงไหลเข้าไปในแก้วได้

Untitled fsgdfsgdfg1 - เทียนดูดน้ำ ทำไมน้ำถึงไหลเข้าไปในแก้วได้

เทียนดูดน้ำ ทำไมน้ำถึงไหลเข้าไปในแก้วได้

เทียนดูดน้ำ

เป็นการสาธิตแบบคลาสสิกและเป็นแบบที่คุณสามารถลองใช้เองได้ คุณจุดเทียนแล้วใส่ลงในน้ำ (ฉันใช้สีฟ้าย้อมในน้ำของฉัน) ถัดไปปิดเทียนด้วยแก้ว เมื่อไฟดับ น้ำจะ “ดูด” เข้าไปในแก้ว มันเจ๋งมาก ขอเริ่มต้นด้วยส่วน “ดูด” ไม่ น้ำไม่ได้ถูกดูดเข้าไปจริงๆ อันที่จริงความดันภายในแก้วจะลดลงในขณะที่ความดันภายนอกกระจก (เนื่องจากบรรยากาศ) คงที่ เนื่องจากแรงดันภายนอกมากกว่าแรงดันภายใน น้ำจึงดันเข้าไปในแก้ว

แต่ทำไมความดันภายในแก้วถึงลดลง? ส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างขี้ผึ้งกับออกซิเจน เรามักเรียกปฏิกิริยาประเภทนี้ว่า “สิ่งเผาไหม้” กุญแจสู่ปฏิกิริยาไฟส่วนใหญ่คือออกซิเจนในอากาศที่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนบางชนิด ในทางเทคนิค นี่เรียกว่าปฏิกิริยาการเผาไหม้ — แต่ฉันชอบเรียกมันว่าไฟ นอกจากนี้ การสำรวจการเผาไหม้ของไม้และขี้ผึ้งทั้งหมดอาจค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้น ลองพิจารณาวิธีการเผาก๊าซมีเทนแบบง่าย ๆ กัน ส่วนหลักของปฏิกิริยาจะเหมือนกัน

ถ้าคุณดูที่ปฏิกิริยาของมีเทนและออกซิเจน คุณจะได้สิ่งต่อไปนี้

นี่บอกว่ามีเทน 1 โมเลกุล บวกกับออกซิเจน 2 โมเลกุล ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมเลกุล และโมเลกุลของน้ำ 2 โมเลกุล พิจารณาก๊าซในแก้วก่อนการเผาไหม้ เป็นก๊าซไนโตรเจนประมาณ 79 เปอร์เซ็นต์และออกซิเจน 21 เปอร์เซ็นต์ จากนั้นไฟจะเผาผลาญออกซิเจนและผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ (ไอระเหย) ในที่สุด

ออกซิเจนในแก้วไม่เพียงพอและไฟก็ดับ เนื่องจากเรากำลังพูดถึงแรงกดดัน เราจำเป็นต้องพูดถึงเรื่องอื่นๆ — กฎแก๊สในอุดมคติ โมเดลนี้อนุมานว่ามีอนุภาคก๊าซจำนวนหนึ่งซึ่งอยู่ห่างกันมากพอที่คุณจะสามารถปฏิบัติต่อพวกมันเสมือนเป็นอนุภาคที่กระเด้งออกจากกัน ด้วยเหตุนี้ มี 4 สิ่งที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

1.ปริมาตรของก๊าซ (V)

2.อุณหภูมิของแก๊ส (T)

3.แรงดันแก๊ส (P)

4.ปริมาณอนุภาคก๊าซ (เป็นโมล — n)

เทียนดูดน้ำ

เมื่อนำสิ่งนี้มารวมกัน คุณก็จะมีกฎของแก๊สในอุดมคติ

R เป็นค่าคงที่ — อาจจะไม่เรียกว่า “ค่าคงที่ของแก๊ส” อย่างน่าประหลาดใจ มีค่าเท่ากับ 8.314 J/K*mol (แต่นั่นไม่ใช่สิ่งสำคัญที่สุดในขณะนี้) แล้วจำนวนอนุภาคก๊าซทั้งหมดในภาชนะล่ะ?

ถ้าคุณเอาออกซิเจน 2 โมเลกุลมาสร้างอนุภาคอีก 3 อนุภาค (คาร์บอนไดออกไซด์บวกน้ำ 2 ก้อน) ดูเหมือนว่าคุณจะเพิ่มความดันขึ้น ใช่ไหม? อ่าฮะ! แต่ที่สำคัญคือน้ำ น้ำที่ผลิตเป็นก๊าซ (ไอน้ำ) สามารถควบแน่นบนพื้นผิวได้อย่างง่ายดายเพื่อให้กลายเป็นน้ำของเหลว เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น

คุณจะเหลือเพียงคาร์บอนไดออกไซด์และอนุภาคในภาชนะแก้วโดยรวมน้อยลงเพื่อลดความดัน อย่างน้อยนี่คือสิ่งที่ฉันคิดว่าเกิดขึ้น แล้วข้อมูลจริงล่ะ? ใช่ นั่นคือสิ่งที่ฉันกำลังจะทำ แทนที่จะวางแก้วไว้บนภาชนะที่มีน้ำ ฉันจะปิดฝาด้วยจุก ตรวจสอบออก

Untitled fsgdfsgdfg1 - เทียนดูดน้ำ ทำไมน้ำถึงไหลเข้าไปในแก้วได้
เทียนดูดน้ำ

ที่จุกด้านบน ฉันมีเซ็นเซอร์สองตัว — ทั้งคู่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์รวบรวมข้อมูล Vernier LabQuest ด้วยวิธีนี้ ฉันสามารถวัดได้ทั้งความดันและอุณหภูมิภายในภาชนะด้วยการจุดเทียน

ดังนั้นคุณจะเห็นได้ว่าอุณหภูมิเพิ่มขึ้นในตอนแรก (เนื่องจากมีไฟอยู่ในภาชนะ) แต่หลังจากไฟดับ อุณหภูมิจะลดลงเมื่อแก๊สเย็นลง การอ่านค่าความดันจะเพิ่มขึ้นเมื่อวางตัวหยุดไว้ด้านบนของภาชนะและในขั้นต้นจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ หลังจากนั้นครู่หนึ่ง

ไอน้ำจะควบแน่นและทำให้ความดันลดลง แต่เดี๋ยวก่อน! อุณหภูมิก็ลดลงเช่นกัน นั่นคือสาเหตุที่ความดันลดลง (ตามกฎของแก๊สในอุดมคติ) แล้วเรื่องนี้ล่ะ? เกิดอะไรขึ้นถ้าฉันเอาอัตราส่วนของความดันหารด้วยอุณหภูมิ? จากกฎของแก๊สในอุดมคติจะเป็นดังนี้

ถ้าฉันพลอต P/T เทียบกับเวลา เราจะเห็นบางอย่างเกี่ยวกับจำนวนโมเลกุลในภาชนะ (สมมติว่าปริมาตรคงที่) นี่คือสิ่งที่ดูเหมือน

หากจำนวนอนุภาคก๊าซคงที่ ควรเป็นเส้นแนวนอน แต่ดูเหมือนมันจะลดลงทันที ฉันจะถือว่านี่หมายความว่าไอน้ำเริ่มควบแน่นทันที แต่ทำไมจำนวนอนุภาคเพิ่มขึ้นหลังจากผ่านไปประมาณ 25 วินาที? ฉันไม่แน่ใจ แต่เป็นไปได้ว่าภาชนะอาจรั่วและปล่อยให้อากาศเข้าไปข้างใน นั่นเป็นเพียงการเดาครั้งแรกของฉัน แล้วการทดลองอื่นล่ะ?

เกิดอะไรขึ้นถ้าฉันเผาเหล็ก? ในกรณีนี้ ฉันจะใช้ขนเหล็ก เมื่อเหล็กทำปฏิกิริยากับออกซิเจน คุณจะได้สมการที่สมดุลดังต่อไปนี้ ดังนั้น เหล็ก (Fe) บวกกับออกซิเจนจะทำให้เกิดสนิมขึ้น แต่ในกรณีนี้ ไม่มีไอน้ำ และไม่มีแม้แต่ก๊าซอื่นๆ ที่ผลิตออกมา ถ้าฉันจุดไฟขนเหล็กแล้วใส่ลงในภาชนะ ฉันจะได้สิ่งนี้

นี้เป็นทดลองอีกอย่างหนึ่งที่หน้าสนใจ ต่อไปจะเป็นประวัติของนักวิทยาศาสตร์คนไหน ฝากเพื่อนๆติดตามกันด้วยนะคะ วันนี้แอดมินขอตัวก่อนนะคะ สวัสดีคะ…

o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

อ่านข้อมูลถามเพิ่มเติม  ตัวนำไฟฟ้า

o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

เครดิต สมัครเว็บตรงไม่มีขั้นต่ำ

o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o