mi van, ha egy pohár víz hirtelen szó szerint félig üres volt?
– Vittorio Iacovella
a pesszimista valószínűleg jobb abban, hogy kiderül, mint a theoptimista.
amikor az emberek azt mondják, hogy “üveg félig üres”, általában olyan dolgot jelentenek, mint egy pohár, amely egyenlő rész vizet és levegőt tartalmaz:
hagyományosan az optimista félig teljesnek látja az üveget, míg thepessimist félig üresnek látja. Ez szült egy zillion jokevariants—pl.,, a mérnök egy olyan poharat lát, amely kétszer akkora, mint amire szüksége vanhogy legyen, a szürrealista látja, hogy egy zsiráf eszik egy nyakkendőt stb.
de mi van, ha az üveg üres fele valójában üres volt-vákuum?(Még egy vákuum sem igazán üres, de ez a kérdés a szemantika számára.)
a vákuum biztosan nem tart sokáig. De pontosan mi történikattól függ, hogy egy olyan kulcsfontosságú kérdés, amelyet senki sem zavar, hogy feltegye: Melyikfél üres?
forgatókönyvünkhöz három különböző félig üres poharat képzelünk el,és követjük, mi történik velük mikroszekundummal.,
középen a hagyományos levegő/vízüveg. A jobb oldalon az aglass, mint a hagyományos, kivéve, ha a levegőt vákuum váltja fel.A bal oldali üveg félig tele van vízzel, félig üres-de az alsó fele üres.
képzeljük el, hogy a porszívók t=0 időpontban jelennek meg.
az első maroknyi mikroszekundum esetében semmi sem történik. Ezen a ponton még a légmolekulák is szinte mozdulatlanok.,
nagyrészt a légmolekulák néhány méter / másodperc sebességgel mozognak. De egy adott időpontban néhány történikgyorsabban mozog, mint mások. A leggyorsabb néhány mozog több mint 1000 méter másodpercenként. Ezek az elsők, akik a vákuumba sodródnaküveg a jobb oldalon.
a bal oldali vákuumot akadályok veszik körül, így a légmolekulák nem tudnak bejutni. A víz, mint folyadék, nem tágul ki, hogy kitöltse a vacuumot ugyanúgy, mint a levegő., A poharak vákuumában azonban forrni kezd, lassan vízgőzt bocsát ki az üres helyre.
míg a felszínen lévő víz mindkét pohárban forrni kezd, a jobb oldali üvegben a berohanó levegő megállítja, mielőtt újra elindulna. A bal oldali üveg továbbra is nagyon halványan töltöttvízgőz.
néhány száz mikroszekundum után az üvegbe rohanó levegő teljesen kitölti a vákuumot, és a víz felszínébe csapódik, nyomáshullámot küldve a folyadékon keresztül., Az üveg oldalai kissé kidudorodnak, de tartalmazzák a nyomást, és nem szakadnak meg. Az Ashockwave visszafordul a vízen keresztül, majd vissza a levegőbe, összekapcsolva a már ott lévő turbulenciát.
a vákuum összeomlásából származó lökéshullám körülbelül egy milliszekundumot vesz igénybe a másik két poháron keresztül. Az üveg és a víz egyaránt hajlítkissé, ahogy a hullám áthalad rajtuk. Még néhány milliszekundum alatteléri az emberek fülét, mint egy hangos bumm.
Ez idő alatt a bal oldali üveg láthatóan felemelkedik a levegőbe.,
a Légnyomás megpróbálja összepréselni az üveget és a vizet. Ez az az erő, amit szívásnak gondolunk. A jobb oldali vákuum nem tartott elég sokáig ahhoz, hogy a szívó felemelje az üveget, de mivel a levegő nem jut el a bal oldali vákuumig, az üveg és a víz elkezd csúszni egymással.
a forró víz nagyon kis mennyiségű vízgőzrel töltötte meg a vákuumot. Ahogy a tér kisebb lesz, a vízgőz felhalmozódásalacsony mértékben növeli a víz felületére nehezedő nyomást., Végül ez lelassítja a forráspontot, ahogy a magasabb légnyomás is.
azonban az üveg és a víz most túl gyorsan mozog a vaporbuildup anyag. Kevesebb, mint tíz milliszekundum után az óra kezdődött, ők repülnek egymás felé több méter másodpercenként. Anélkül, hogy levegő lenne közöttük-csak néhány pár párás gőz-a víz csapódikaz üveg aljára, mint egy kalapács.
a víz szinte összenyomhatatlan, így a hatás nem terjed ki—egyetlen éles ütésként jelenik meg., A pillanatnyi erő az üvegen vanhatalmas, és eltörik.
Ez a “víz kalapács” hatás (amely szintén felelős a”clunk” néha hallani a régi vízvezeték, amikor kikapcsolja a csapot) lehetlátni a jól ismert párt trükk (rögzített Mythbusters, elemzett inphysics osztályok, és bizonyította számtalan diák kollégiumi) ofsmacking a tetején egy üveg, hogy fújja ki thebottom.
amikor a palackot megütik, hirtelen lefelé tolódik. A folyadék nem reagál azonnal a szívásra (Légnyomás)—hasonlóan a mi forgatókönyvünkhöz—, és egy rés rövid időre kinyílik., Ez egy kis vákuum—egy hüvelyk vastag frakciók-de amikor bezárul,a sokk megtöri a palack alját.
helyzetünkben az erők több mint elegendőek lennének a legnehezebb ivópoharak elpusztításához.
az alját a víz lefelé viszi, és az alja a víz felé csapódik. A víz kifröccsen körülötte, cseppecskéket és üvegszilánkokat permetez minden irányba.
eközben az üveg leválasztott felső része tovább emelkedik.
fél másodperc után a megfigyelők, hallva a popot, elkezdtek flinchelni.,Fejük önkéntelenül felemelkedik, hogy kövessék a felemelkedő mozgásátüveg.
az üvegnek éppen elég sebessége van ahhoz, hogy a plafonhoz csapódjon, megtörve a fragmenseket…
… amely lendületük most elköltött, visszatér az asztalhoz.
a tanulság: ha az optimista azt mondja, hogy az üveg félig tele van, és az üveg félig üres, a fizikus kacsázik.
