Dážď je prírodný jav, s ktorým sa v našich zemepisných šírkach stretávame bežne. Vieme, že je nevyhnutný pre rast rastlín, život živočíchov a v konečnom dôsledku aj pre nás, ľudí. Výrazné odchýlky od priemerného počtu zrážok sa môžu negatívne odzrkadliť na kvalite života.
V nasledujúcom pokuse si namodelujeme vznik dažďa v domácich podmienkach a vysvetlíme si fyzikálny princíp jeho vzniku. Videonávod tohto experimentu, ako aj všetkých predchádzajúcich, nájdete na stránke video.matfyzjein.sk/experimenty.
Pomôcky
Rýchlovarná kanvica, voda, kúsky ľadu, plech na pečenie, stojan na uchytenie plechu
Postup
Do stojana upevníme plech vo výške približne 50 cm nad stolom tak, aby sa pod plech dala vložiť otvorená rýchlovarná kanvica. Plech mierne nakloníme, aby bol šikmo. Tak budú môcť dažďové kvapky padať na opačnej strane, ako bude umiestnená kanvica. Do rýchlovarnej kanvice nalejeme vodu a necháme otvorený vrchnák, aby mohlo unikať väčšie množstvo pary. Rýchlovarnú kanvicu zapojíme do siete a vložíme pod vyvýšenú časť plechu. Na plech umiestnený nad kanvicou položíme kúsky ľadu. Po zapnutí rýchlovarnej kanvice počkáme, kým sa voda začne výrazne vyparovať.
Pozorovanie
Môžeme pozorovať, že vodná para unikajúca z rýchlovarnej kanvice sa začne kondenzovať na spodnej časti plechu. Teda vidíme, že sa tvoria kvapky vody. Tie postupne stekajú k nižšej časti nakloneného plechu a následne padajú na stôl. Vytvorili sme model dažďa.
Stručné vysvetlenie
Voda sa neustále vyparuje, pri každej teplote. Čím viac zvýšime teplotu vody, tým rýchlejšie sa bude vyparovať. Použili sme rýchlovarnú kanvicu, aby sme urýchlili proces ohrievania vody a vzniku vodnej pary. Vodná para začne vo vzduchu kondenzovať – skvapalňovať sa – v momente, keď sa dostane do kontaktu s povrchom, ktorý je chladnejší. V zrealizovanom pokuse sme na tento účel použili plech s kockami ľadu. Po skvapalnení vodnej pary na spodnej strane plechu sa kvapôčky vody postupne spájajú do väčších, až kým nezískajú dostatočnú hmotnosť a energiu na pád k zemi.
Rozmery dažďových kvapiek sú rôzne, ich priemer môže byť približne 0,5 až 2 mm. Kvapky s väčším priemerom ako 2 mm sa vplyvom odporu vzduchu roztrieštia na menšie kvapky. Priemer dažďových kvapiek si môžete doma zistiť tak, že pod padajúce kvapky vložíte ďalší plech posypaný vrstvou polohrubej múky. Nechajte plech s múkou sušiť cez noc a následne sitom preosejte guľôčky a odmerajte ich priemer.
Nielen na Zemi
Vedeli ste, že pršať môže nielen na našej planéte, ale aj na iných vesmírnych telesách? Rozdiel je v tom, že na Zemi padá voda, na iných planétach ide o iné prvky alebo zlúčeniny.
Na Venuši padajú dažde, ktoré tvorí kyselina sírová. Tá vzniká vo vyšších vrstvách jej atmosféry fotochemickým pôsobením Slnka s oxidom uhličitým, oxidom siričitým a vodnou parou. Tento dážď kyseliny sírovej nikdy nedopadne na povrch Venuše, pretože sa v dôsledku vysokých teplôt vyparí skôr, ako sa dostane k povrchu.
Na Titane, jednom z mesiacov Saturna, prší metánový dážď. Povrch Titanu tvoria moria tekutého metánu. Pri kondenzácii dopadá na povrch tohto mesiaca dážď olejovitej konzistencie, ktorý sa vyparuje a následne padá opäť na jeho povrch.
Vedci predpokladajú, že na planétach Neptún a Urán, ktoré patria do kategórie ľadových obrov, môžu pršať diamanty. Tieto planéty majú podobné teploty, tlaky a kombinácie chemických prvkov ako materiály použité vo výskume na výrobu nanodiamantov.
Barbora Gejdošová, Tatiana Sukeľová
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.
