K Vianociam a zime patria neodmysliteľne sviečky, a tak sme vám pripravili experiment s hliníkovými kahancami.
Na jeho lepšie porozumenie slúži videonávod.
Pomôcky
Špajle (drevené, valcové), PET fľaša (väčšia ako liter), kahančeky (aspoň tri, potrebný je aj hliníkový obal), špendlíky, zápalky, nožnice, kúsok drôtu alebo klinec (na vypaľovanie otvorov do PET fľaše), cvoky (1 ks, dostatočne malé, potrebné je presvedčiť sa, aby uprostred nemali dierku, t. j. aby priehlbinka, ktorá je v strede, bola celá bez dierky)
Postup
PET fľašu najskôr očistíme od nálepky. Lepidlo sa lepšie odstráni pomocou odlakovača na nechty. Nožnicami odstrihneme vrch PET fľaše tak, aby zostal len kúsok zaoblenej časti. Následne odstrihneme aj spodok PET fľaše tak, aby ostala iba nezaoblená časť. Naspodu takto vzniknutého valca vystrihneme vetracie otvory. Zapálime sviečku a ohrejeme jeden koniec drôtu. Pomocou ohriateho drôtu vyrobíme vo fľaši otvor dostatočne veľký, aby sa tam vošla špajľa. Otvor je najlepšie robiť v mieste tenkých čiar na boku fľaše, ktoré vedú odhora dole. Tieto čiary sú presne symetricky oproti sebe, čím zabezpečíme, že otvory budú symetrické cez stredovú os valca. Otvor musí byť tesný, aby ním prešla špajľa, ale netočila sa v ňom. Veľmi výhodné je robiť otvor v zúženej časti fľaše, ktorá je pevnejšia. Zároveň si týmto spôsobom zabezpečíme aj vodorovnú polohu špajle. Špajľu skrátime tak, aby len tesne prečnievala. Vyberieme odmeraný kúsok špajle a presne v strede ho prepichneme špendlíkom. Špajľu so špendlíkom vložíme cez horný okraj do pripravených otvorov. Stojan na vrtuľku máme hotový a môžeme si vyrobiť samotnú vrtuľku. Použijeme hliníkový obal z jedného kahančeka. Obal nastrihneme podľa obrázka tak, aby sme vytvorili osem lopatiek. Obal vyrovnáme. V strede ho prepichneme špendlíkom. Otvor by mal byť trochu väčší, ako je priemer špendlíka. Cvok rozdelíme na dve časti, používať budeme tú menšiu. Musíme zabezpečiť taký cvok, aby výstupok v strede bol súvislý, bez dierky. Do otvoru v obale zasunieme cvok, zo spodnej časti (tej, kde predtým bola sviečka). Tým sme vytvorili ložisko pre špendlík. Na okraji stola jemne ohneme po uhlopriečke lopatky vrtuľky do jedného smeru.
Realizácia
Vrtuľku upravíme, aby naklonenie lopatiek bolo približne 45° s vodorovnou rovinou. Vrtuľku nasadíme na stojan. Na roztočenie vrtuľky použijeme zapálenú sviečku, ktorú vložíme na spodok stojana.
Pozorovanie
Roztočenie vrtuľky môžeme pozorovať aj v prípade, že sme stojanov s vrtuľkou spravili viacero. Môžeme ich naukladať na seba a za určitých podmienok pozorovať komínový efekt.
Poznámky
Vetracie otvory naspodu stojana sa nemusia nutne vystrihovať, stačí valec trochu podvihnúť pomocou vrchnákov od PET fliaš. Zaujímavé je pozorovať, čo sa stane, keď vetracie otvory neurobíme. Treba dávať pozor aj na to, aby špajľa bola dostatočne vysoko nad plameňom sviečky. Vo videu vám ukážeme aj stojany z plechoviek, ktoré sú bezpečnejšie na používanie, no ťažšie na výrobu.
Vysvetlenie
Komínový efekt je fyzikálny jav, pri ktorom pri rozdielnych teplotách na oboch koncoch komína dochádza k prúdeniu vzduchu v komíne. Využíva sa v kozuboch, keď teplý vzduch ohriaty ohňom stúpa hore a spôsobí, že komín chytí ťah a vytiahne všetok dym mimo miestnosti. Dôležitý je aj prísun vzduchu odspodu, ktorý podporuje proces horenia v kozube. Preto môžu existovať otvorené ohniská uprostred veľkých reštaurácií a napriek ohňu dym v miestnosti necítime. Problém nastane napríklad vtedy, keď je komín vysoký a je v ňom vzduchová zátka teplého vzduchu, ktorý bráni prúdeniu. Vtedy veľmi často neskúsení chatári vyúdia celú rodinu.
PaedDr. Soňa Gažáková, PhD.
Foto a video Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Svoje realizácie experimentov môžete posielať na adresu: sona.gazakova@fmph.uniba.sk
