Fyzmatik | Imploze plechovky a železného sudu

Atmosférický tlak je dost silný na to, aby zmačkal i kovové předměty. Nejprve použijeme hliníkovou plechovku od nápoje. Nalijeme do ní asi 3 cm ode dna vody a zahříváme ji na horké plotýnce, dokud se voda nezačne vypařovat. Není vhodné ji ohřívat na plynovém sporáku. Když ji budete zahřívat na plynovém sporáku, nepoužívejte moc velký plamen a ujistěte se, že je v plechovce voda. Barva na plechovce se může vznítit, nebo dokonce se vám hliník může začít tavit.

Potom vezměte plechovku do kleští, otočte ji dnem vzhůru a ponořte ji otvorem směrem dolů do mísy nebo umyvadla se studenou vodou. Ta zabrání okolnímu vzduchu proniknout do nádoby. Troška studené vody se přece jen dostane do plechovky, ale ne dost na vyrovnání tlaků a plechovka se zdeformuje. Uslyšíme takovou ránu, až se pořádně polekáme.

Těsně před ochlazením plechovky je její prostor vyplněný vodní parou o přibližně stejném tlaku jako je okolní atmosférický tlak (asi 101 300 Pa). Rychlým ponořením do studené vody vodní páry v plechovce zkondenzují na vodu. Tlak působící na stěny plechovky zevnitř se tím výrazně sníží a vnější atmosférický tlak plechovku okamžitě rozdrtí. Voda do plechovky vlastně nenateče, zkrátka to nestihne, vzduch je rychlejší a plechovku zmačká.

Tento jev se nazývá imploze. Imploze je opakem exploze. Je to jev, při kterém se těleso zbortí do vlastního objemu. V praxi se s implozí můžeme nejčastěji setkat například u velkých elektronek nebo televizních obrazovek, ve kterých se za normálního stavu nachází technické vakuum.

Pokud použijeme plechovku od různých limonád o objemu 0,33 litru, tak stejného deformačního účinku jako docílil atmosférický tlak bychom dosáhli, kdybychom na plechovku položili asi 30 kg závaží.

Další pokus můžeme provést s kovovým kanystrem se šroubovacím uzávěrem, který ovšem před pokusem vypláchneme vodou od předchozího často hořlavého obsahu. Při tomto experimentu je totiž potřeba zahřát nádobu na plotýnce vařiče, což může způsobit oheň nebo výbuch pokud jsou zbytky hořlavého materiálu stále obsaženy v nádobě. Vyvarujte se také použití nádob s nekovovým vnitřkem.

Do kanystru nalijte malé množství vody a postavte jej otevřený na plotýnku. Ohřívejte jej, dokud z otvoru nebude unikat pára. Zhasněte sporák a pomocí chňapky rychle zašroubujte víčko. Dejte kanystr třeba do umyvadla a pusťte na něj proud studené vody. Kanystr se zdeformuje.

Jakmile se vzduch v kanystru ohřeje, vzroste jeho tlak a trochu ho unikne ven. Když pak našroubujete víčko, pára a zahřátý vzduch uvnitř nádoby mají stejný tlak jako okolní atmosféra. Jakmile se ale kanystr ochladí proudem studené vody, vzduch uvnitř se ochladí taky. Jeho tlak klesne a nechá větší tlak vzduchu vnější atmosféry rozmačkat kanystr.

Na závěr si dnes necháme rozdrcení velkého kovového sudu, který lze opět uzavřít nejlépe šroubovacími uzávěry. Postup je stejný, ale mnohem nebezpečnější, proto se na výsledek pokusu raději podívejte na videu.