Knus en sodavandsdåse

Forsøg nr.: 1
Formål: At demonstrere luftens tryk.
Resume: En sodavandsdåse kan knuses ved hjælp af lidt vand og en kogeplade.
Nøgleord: Kræfter, damptryk, idealgaslov, termodynamik, tryk.

Beskrivelse:

I en tom sodavandsdåse hælder man en lille smule vand (mellem 0,5 og 2 cl), så det bare lige dækker bunden. Dåsen holdes hen over en bunsenbrænder, og man venter nu til vandet er begyndt at koge. Der skal komme vanddamp op ad dåsen, så man er sikker på, at den er helt fyldt med damp. Nu puttes dåsen lynhurtigt ned i en beholder med vand.

Diagram af forsøg. Når vandet har kogt lidt, så puttes dåsen lynhurtigt ned i vandkaret. I stedet for gasbrænder kan man bruge en kogeplade.

Vanddampen inde i dåsen vil nu køles ned og kondensere, og dermed reduceres trykket betydeligt inde i dåsen. Derfor vil vandet fra beholderen naturligvis forsøge at strømme ind i dåsen for at udligne trykket, men hvis forsøget gennemføres hurtigt, så vil der som regel ske det, at dåsen simpelthen kollapser og krøller sammen. Der vil stadig være suget noget vand op i dåsen, men altså ikke nok til at det kan nå at udligne trykket.

Billede af knust øldåse, der netop er kommet op fra et vandkar.

I stedet for at bruge en bunsenbrænder kan man lave forsøget på en varm kogeplade. Dermed kan forsøget altså sagtens laves hjemme i køkkenet.

Forsøget kan for øvrigt også laves med en olietønde efter helt samme princip. Det kræver blot, at olietønden kan lukkes tæt, og at man har en gasbrænder, der kan koge nok vand i bunden af tønden.

Billede fra "Physics on Stage 2" konferencen i 2002 i Holland. En spansk deltager fremviser en olietønde, der er klappet sammen efter at have stået over et gasblus med lidt vand i bunden og derefter lukket og smidt i en sø.

Sørg for at bruge passende beskyttelse mod den meget varme sodavandsdåse, som man nemt kan komme til at brænde sig på.

Mogens Winther (Amtsgymnasiet i Sønderborg) fortæller, at det kan hjælpe at dreje "snap-ringen" 180 grader, så den dækker delvist over hullet. Dermed bliver modstanden mod at opsuge vand i dåsen større.

Spørgsmål og svar:

Forsøget virker ikke. Hvad gør jeg galt?

Hvis dåsen ikke krøller sammen, når den kommer ned i vandet, så kan der være flere ting i vejen. For det første, så er det vigtigt, at dåsen kommer langt ned i vandbeholderen, så hele dåsen køles hurtigt af. Vandet i beholderen skal desuden ikke være for varmt. Husk også at dåsens åbning skal helt ned under vandoverfladen, så der ikke bare suges luft ind for at udligne trykket. Ydermere koger du måske for lidt eller for meget vand i dåsen i starten. Prøv med en anden mængde, og lad eventuelt dåsen befinde sig i lang tid på varmen, så den fyldes fuldstændigt op med vanddamp. Endeligt kan det være, at dåsen er lavet af et for hårdt materiale (for eksempel stål). En helt almindelig aluminiumsdåse bør virke.

Udstyr og materialer:

Gasbrænder
Vand
Sodavandsdåse

Referencer:

J.E. Stewart: "The collapsing can revisited", The Physics Teacher 28, 144 (1991). (http://scitation.aip.org/tpt/)
L.M. Gratton and S. Oss: "An Extension of the Imploding Can Demonstration", The Physics Teacher 44, 269 (2006). (http://scitation.aip.org/tpt)

PIRA DCS: 2B30.15 (Væskemekanik: Væskestatik)

Opdateret: 01.06.2006

Har du kommentarer, rettelser eller tilføjelser til dette forsøg, så send en til FYSIKBASEN.DK.