by 
Με αφορμή την ανάρτηση του Παναγιώτη Κουτσομπόγερα:
καλό θα ήταν να δίναμε μια ερμηνείαςτου πειράματος που δείχνει το παρακάτω βίντεο:
Κατά την καύση του κεριού αντιδρά το οξυγόνο που βρίσκεται μέσα στο ποτήρι ,αλλά τη θέση του παίρνει το CO2 ,οι υδρατμοί και κάποια άλλα αέρια που εξαρτώνται από την τέλεια/ατελή καύση της παραφίνης.
Το θέμα είναι κατά πόσο δικαιολογείται η αρκετά μεγάλη ανύψωση του νερού μέσα στο ποτήρι κατά τη διάρκεια της καύσης.
Για τους υδρατμούς μπορούμε να πούμε ότι υγροποιούνται. Για το CO2 επίσης ότι ένα μέρος του διαλύεται στο νερό.
Αν ισχύουν όλα αυτά που είπα, η απορία μου είναι πότε “προλαβαίνει” και διαλύεται το διοξείδιο του άνθρακα στο νερό;; Τόσο “γρήγορο” είναι; 
Στο ερώτημα δόθηκαν οι εξής απαντήσεις:
Καλησπέρα Κατερίνα.
Γιατί πρέπει να διαλυθεί το διοξείδιο του άνθρακα για να ανυψωθεί η στάθμη του νερού;
Ας πάρουμε την πλήρη καύση του δεκανίου.
C10Η22 +15,5 Ο2 → 10CΟ2+ 11Η2Ο
Αντιδρούν 15,5 όγκοι οξυγόνου και παράγονται 10 όγκοι διοξειδίου του άνθρακα. Αν δηλαδή υγροποιηθούν οι υδρατμοί, η ελάττωση του όγκου του αέρα στο εσωτερικό του ποτηριού είναι ικανή να ανυψώσει αρκετά την επιφάνεια του νερού.
Καλησπέρα Διονύση
Τα κεριά έχουν παραφίνες με 20 άτομα άνθρακα και πάνω. Αλλά δεν είναι εκεί το θέμα μας.
Το οξυγόνο μέσα στο ποτήρι αντιδρά όλο; μάλλον όχι…
Επίσης, από ό,τι θυμάμαι σε συζήτηση που είχε γίνει στο ΕΚΦΕ Αχαρνών, δεν μπορούμε να δικαιολογήσουμε την άνοδο της στάθμης του νερού παίρνοντας υπόψη μόνο την υγροποίηση των υδρατμών.
Διονύση , Κατερίνα
Μερικές πρόχειρες προσεγγίσεις … πριν το μελετήσουμε ως άσκηση με δεδομένα και στσθερές.
Έστω ότι υπάρχουν 300 ml αέρα από τα οποία 60 ml είναι O2 . Έστω ότι καταναλώνονται τα 30 ml Ο2 και το κερί σβήνει. ¨Εχουν όμως παραχθεί 20 ml CΟ2 ..
Οπότε έχουμε μια μείωση 10ml από τον αρχικό όγκο αέρα δηλαδή 3,3 % . Αν υποθέσουμε ότι η θερμοκρασία δεν αυξήθηκε σημαντικά θα έχουμε μια 2% μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης … Δηλαδή μια υπερπίεση στο εξωτερικό που μπορεί να ανεβάσει το νερό κατά 20 cm εντός ποτηριού .
Είδα εκ των υστέρων το σχόλιό σου Διονύση
Δημήτρη καλησπέρα
Λες θα ανέβει η στάθμη 20 cm;
Καλησπέρα και πάλι Κατερίνα.
Έγραψα την καύση του δεκανίου σαν παράδειγμα.
Και εικοσάνιο να είχαμε για κάθε κατανάλωση 30,5V οξυγόνου θα παραχθούν 20V CO2. Έχουμε μια μείωση κατά 65% περίπου του χρησιμοποιούμενου όγκου.
Θα αντιδράσει όλο το Ο2; Αφού σβήνει το κερί, σημαίνει ότι η απομένουσα ποσότητα οξυγόνου δεν μπορεί να συντηρήσει την καύση.
Αλλά γιατί να μας απασχολεί αν περίσσεψε Ο2, που σίγουρα περίσσεψε; Αυτό που "μετράει" είναι η ποσότητα που αντέδρασε και εξαιτίας της οποίας μειώνεται η πίεση…
Συμφωνώ ότι η %μείωση του όγκου είναι περίπου ίδια, γι'αυτό σου είπα "δεν είναι εκεί το θέμα μας"
Το οξυγόνο που περισσεύει δεν επηρεάζει το πόσο θα ανέβει η στάθμη; με αυτήν την έννοια μας ενδιαφέρει..
Γεια σου Μήτσο.
Γράφαμε μαζί… και μάλλον σε συμφωνία θέσεων!
Καλησπέρα παιδιά.
Η εξήγηση του δεύτερου πειράματος σχετίζεται με τα καυσαέρια ή με την θέρμανση (και εν συνεχεία ψύξη) του αέρα;
Η διάλυση του διοξειδίου επηρεάζει, έστω κατά τι την άνοδο της στάθμης;
Γιάννη, λέγοντας θέρμανση του αέρα, υπονοείς ότι αρχικά θα ζεσταθεί ο αέρας του ποτηριού και κάποιος όγκος του εξέλθει στον αέρα;
Ή θα ζεσταθεί, πριν βυθιστεί στο νερό, οπότε με το που βάζουμε το ποτήρι, ήδη ο αέρας στο εσωτερικό του έχει μικρότερη πυκνότητα;
Κατερίνα Καλησπέρα . …όχι είναι προσεγγίσεις . Ας πόμε ότι πέφτω 3 φορές πάνω … 6cm
Καλησπερα Γιάννη… θα μας ρίξει τώρα και βεντούζες … Αλήθεια γιατί δεν ρίχνουν βεντούζες με μια ηλεκτρική αντίσταση για θέρμανση αλλά προτιμούν καύση; Με αερόθερμο ίσως σαν αυτά που έχουμε στα μπάνια ;
Ωραία η περίπτωση της βεντούζας….πώς δεν το είχαμε σκεφτεί;;
Μήτσο τελευταία φορά που είδα βεντούζες από τη γιαγιά μου, ήμουν 17 χρονών.
Δεν ξέρω γιατί. Φαντάζομαι είναι πιο εύκολο με το μπαμπάκι και το οινόπνευμα, παρά με κάτι σαν αερόθερμο.
Ίσως πάλι να είναι χημική η εξήγηση. Η καύση της αιθανόλης τρώει 3,5 όγκους οξυγόνου και παράγει 2 όγκους διοξειδίου.
Δεν ξέρω ποια είναι ακριβώς η εξήγηση.
Βεντούζα!!!
Η σωστή λέξη
Γιάννη, η διάλυση του διοξειδίου βέβαια επηρεάζει την άνοδο της στάθμης, αφού δημιουργείται υποπίεση με την 'απουσία' του.
Κατερίνα έχω ακούσει άποψη πως η διαλυτότητα παίζει σοβαρό ρόλο.
Όμως δες το πρώτο βίντεο με το μπαλόνι. Το διοξείδιο του άνθρακα δεν διαλύεται κάπου. Δεν υπάρχει νερό.
Τα δύο βίντεο έχουν ίδια εξήγηση;
Δηλαδή έχουν θερμική εξήγηση;
Γιάννη, έχω σκεφτεί ότι επίσης λόγω ατελούς καύσης παράγεται και αιθάλη, με αποτέλεσμα ένα μέρος του οξυγόνου να μην αντικαθίσταται από κάποιο άλλο αέριο.
Όντως τι συμβαίνει;
Αν κατεβάζουμε αργά το ποτήρι ζεσταίνεται ο αέρας πριν βυθιστεί το ποτήρι στο νερό και μέρος του δραπετεύει;.
Αν κατεβάσουμε γρήγορα το ποτήρι, θα ζεσταθεί αέρας και θα δραπετεύσει από τα χείλη του ποτηριού προς το νερό;
Η καύση παίζει ρόλο, ή καλώς την εξοβέλισαν από τις εξηγήσεις;
Η διαλυτότητα του διοξειδίου παίζει ρόλο;
Το φαινόμενο είναι θερμικό κυρίως;
Χημικό κυρίως;
Τα δύο πειράματα που φαίνονται στο βίντεο έχουν την ίδια εξήγηση;
Φαντάζομαι ότι η το CO2
διαλύεται περαιτέρω επειδή πολλαπλασιάζεται η μερική πίεση εκτός ή επειδή πέφτει σταδιασκά η θερμοκρασία ; … Ποια είναι η διαλυτότητα του στο νερό και πόσο μεταβάλλεται σε 25 βαθμών Κελσίου περίπου
Είναι όπως τα λέτε!
Οι παράγοντες διαλυτότητας διοξειδίου και θερμοκρασιακής ανόδου πρέπει να ληφθούν υπόψη. Ο τελευταίος και ως παράγοντας διαρροής εσωτερικού αέρα προς τα έξω.
Κουμαράς σελ.5,
Μήπως όμως συζητάμε καλεσμένοι σε χριστουγεννιάτικο τραπέζι που στρώθηκε με άλλα καλούδια;
Ο νοικοκύρης της ανάρτησης για άλλο μενού μας κάλεσε.
Έχεις δίκιο Γιώργο!!
Έχει δίκιο ο Γιώργος.
Ας μεταφέρουμε την συζήτηση αλλού, ώστε να μην καταστρέφουμε μια ωραία ανάρτηση που έχει άλλο θέμα.
Συνάδελφοι μετέφερα τα σχόλια, σε συζήτηση στο φόρουμ.
Μπορούμε να συνεχίσουμε εδώ (αν και ο Παναγιώτης Κουμαράς τα είπε όλα…) και θα σβήσω τα αρχικά σχόλια.
(Πάλι η λύση με επέμβαση από GB ?!)
Η συνάδελφοςκ. Ματζιου Μαρία από 9ο ΓΕΛ Ιωαννίνων ειχε πριν 4 χρόνια βάλει και τους μαθητές να ψάχνουν και το σχετικό ερώτημα.
Νομίζω πως τα ερωτήματα στο τέλος θα απαντηθούν πειραματικά .
1. Τι θαγινόταν αν το πείραμα γινόταν π.χ. σε πιάτο με καποιο αναψυκτικό κορεσμένο σε διοξείδιο του Άνθρακα. Θα είχαμε πτώση της στάθμης ; Υπ' όψιν η μερική πίεση του CO2 θα αυξηθεί και πάλι.
2. Για την θερμοκρασία μάλλον πρέπει να δούμε πόσο σημαντικές θα ήταν οι αυξομοιώσεις αν αυξήσουμε την θερμοκρασία του ποτηριού π.χ. κατά 10βαθμούς.
ϊσως πάντως αύριο το δω και ως θεωρητική άσκηση την προσέγγιση της επίδρασης κάθε παράγοντα.
εσύ εκεί βραδάκι, εμείς εδώ
Τέτοια ώρα Γιώργο, ξέρεις ότι δεν γράφω στο δίκτυο….
Αλλά εδώ που είμαι δεν είναι καν 11, οπότε είναι ακόμη νωρίς…
Λονδίνο βρίσκεσαι Διονύση;
https://www.youtube.com/watch?v=f8lh_RdyvJo
(νομίζω, πάντως, ότι είχαμε συζητήσει και παλιά εδώ, το ίδιο θέμα)
Γεια σου Βαγγέλη.
Όταν έχεις δυο παιδιά, ένα Λονδίνο και ένα Αθήνα…μεταφέρεσαι.
Τι μου θυμίσατε..
Πριν 10 περίπου χρόνια μου στέλνει ο Ανδρέας ( όσο περνάει ο καιρός τόσο μεγαλύτερη η απουσία του) κάποια πειράματα για να κάνω παρατηρήσεις. Ως γνωστό αρχικά το πείραμα το έβλεπε ως πάρεργο. Μετά όμως επειδή έκανε παρέα με πολλούς Εκφετζήδες του κολλήσαμε το μικρόβιο. Σε κάποια από αυτά έκανα ορισμένες παρατηρήσεις και ήταν η αφορμή να γράψω μία ομιλία με τίτλο “τ΄αποτυχημένα πειράματα” που έκανα στο συνέδριο της Πάτρας. Ένα από αυτά ήταν και η ανύψωση του νερού. Είχα εντελώς διαφορετική άποψη από την επικρατούσα αλλά έπρεπε να το αποδείξω. Έτσι έκανα ένα πείραμα που έβαλα μέσα στο ποτήρι σβηστό το κερί και με καλώδιο που το πέρασα αεροστεγώς μέσα και άναψα κάποια σπίρτα, του έβαλα φωτιά.
Το βίντεο κάπου θα υπάρχει στο youtube ή σε κάποιο σκληρό μου δίσκο. Τελικά είναι αποδεδειγμένο επιστημονικά ότι το σπουδαιότερο ρόλο για την ανύψωση του νερού τον παίζει η αύξηση της θερμοκρασίας και η αποβολή αέρα μέχρι να τοποθετηθεί το ποτήρι. Τα άλλα φαινόμενα παίζουν ρόλο αλλά πολύ μικρότερο. Τον μικρότερο ίσως τον παίζει η διάλυση του διοξειδίου, την οποία με κανένα τρόπο δεν μπόρεσα να ανιχνεύσω. Κάπου τα είχα δημοσιεύσει όλα αυτά αλλά δεν θυμάμαι που.
Καλημέρα παιδιά.
Πάνο βρέθηκα σε περίεργη θέση. Χωρίς καθόλου να το ψάξω, είχα στο μυαλό μου την κατανάλωση αέρα.
Διαβάζω εσένα που αποδίδεις την θέρμανση και την επακόλουθη ψύξη το φαινόμενο και λογικό μου φάνηκε.
Διαβάζω (και ακούω) τον Παναγιώτη Κουμαρά και….. Πάλι λογικό μου φάνηκε.
Μήπως έχουμε "το φαινόμενο του ποδηλάτου";
Όπως και στο ποδήλατο εύκολα και αβασάνιστα δίνουμε μια εξήγηση (γυροσκοπική ευστάθεια) και κατόπιν την απορρίπτουμε συντασσόμενοι με τον Δημήτρη Τσαούση, μήπως κάνουμε το ίδιο;
Μήπως πρέπει αντί να ξεκινήσουμε από το "πολυπαραγοντικόν" φαινόμενο του κεριού με το νερό, να ξεκινήσουμε από πιο απλά;
Από το "μονοπαραγοντικόν" με τις βεντούζες.
Από το "μονοπαραγοντικόν" με το αλουμινένιο κουτάκι που θερμαίνεται και ψυχόμενο συνθλίβεται;
Εν συνεχεία από το αυγό που μπαίνει στη μπουκάλα;
Μήπως πρέπει να γράψουμε την όποια χημική αντίδραση, διότι το να πούμε ότι παράγεται διοξείδιο δεν εξηγεί πολλά, μια και ο συντελεστής του μπορεί να είναι μικρότερος.
Μήπως ποσοτικά η θέρμανση και η κατανάλωση οξυγόνου, έχουν παραπλήσιες βαρύτητες;
Καλημέρα σε όλους
Κατά τη γνώμη μου, όπως είπε κι ο Γιάννης, πρέπει να εστιάσουμε σε 2 παράγοντες.
Ο πρώτος είναι ότι κατά τη διάρκεια τοποθέτησης του ποτηριού πάνω στο κερί, ο αέρας έχει θερμανθεί με αποτέλεσμα να έχει μικρότερη πυκνότητα από τον περιβάλλοντα. Άρα η ποσότητα του αέρα μέσα στο ποτήρι είναι μικρότερη από αυτή που θα ήταν αν δεν είχε ανέβει η θερμοκρασία. Αυτό αποτελεί μια αιτία της ανύψωσης της στάθμης του νερού.
Ο αέρας θερμαίνεται ακόμα περισσότερο με την καύση και βέβαια το χημικό φαινόμενο δεν μπορούμε να μην το λάβουμε υπόψη μας.
Κατά τη διάρκεια της καύσης στην αρχή παράγονται αέρια με μεγαλύτερο όγκο από το οξυγόνο που καταναλώνεται. Αυτό εξηγεί γιατί στην αρχή δεν βλέπουμε απότομη αύξηση της στάθμης του νερού.
Όταν η καύση ολοκληρωθεί και η θερμοκρασία πέσει έχουμε υγροποίηση των υδρατμών που εξηγούν την απότομη άνοδο της στάθμης. Επίσης για μεγάλο αριθμό ατόμων άνθρακα στα μόρια της παραφίνης ( ν>20) μπορούμε να πούμε ότι περίπου κάθε 3mL οξυγόνου αντικαθίστανται από 2mL διοξειδίου του άνθρακα.
Υπάρχουν κι άλλοι παράγοντες που όμως είναι δευτερεύοντες, όπως το ότι δεν έχει καταναλωθεί όλο το οξυγόνο και το ότι έχει διαλυθεί ένα μέρος από το διοξείδιο του άνθρακα στο νερό. Πιστεύω ότι η διάλυση του διοξειδίου δεν μπορεί να γίνει τόσο εύκολα, γίνεται σε πολύ μικρό βαθμό, γι'αυτό και το διατύπωσα στην αρχή σαν απορία.
Πάνο,
Έχεις δίκιο στο ότι δεν μπορούμε να επικαλεστούμε την διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα σαν μια από τις κύριες αιτίες της ανύψωσης της στάθμης του νερού. Η διάλυση αυτή πιστεύω είναι "δύσκολη" υπόθεση, δεν γίνεται τόσο εύκολα και σε τόσο σύντομο χρονικό διάστημα, άρα μπορούμε να τη θεωρήσουμε αμελητέα.
Παιδιά θα ξεκινήσω από την βεντούζα.
Εκεί καίεται το οινόπνευμα που είχε βρέξει το μπαμπάκι. Αδιαφορούμε για τα καυσαέρια και τον όγκο τους.
Τούτο διότι το "ποτήρι" είναι ανοιχτό από κάτω και θα εισβάλει αέρας στο ποτήρι, αν τα καυσαέρια έχουν μικρότερο όγκο.
Ότι αέρια και να μείνουν στο "ποτήρι" θα έχουν μεγαλύτερη θερμοκρασία και πίεση 1 Atm. Δηλαδή μικρότερο πλήθος moles.
Βάζουμε το "ποτήρι" στο τομάρι μας. Ο αέρας ψύχεται. Λόγω του μικρότερου πλήθους moles η πίεση είναι μικρότερη της ατμοσφαιρικής.
Κολλάει στο τομάρι μας.
Η εξήγηση δεν έχει "χημική χροιά". Δεν επικαλείται διάλυση ή μη κάποιου καυσαερίου.
Δεν ξέρω αν συμφωνούμε όλοι. Αν ναι τότε η εξήγηση αυτή μεταφέρεται στην περίπτωση του ποτηριού με το νερό και το κερί;
Αν ναι όλα είναι απλά. Αν όχι επαναλαμβάνουμε "το φαινόμενο του ποδηλάτου".
Κολλάμε δηλαδή την εξήγηση της βεντούζας στο φαινόμενο "ποτήρι-νερό-κερί".
Κάνουμε καλά ή είναι συνθετότερο φαινόμενο;;
Στην περίπτωση της βεντούζας, τοποθετούμε μια εύφλεκτη ουσία μέσα της, (οινόπνευμα), και βάζουμε φωτιά.
Στην περίπτωση όμως αυτή τοποθετούμε τη βεντούζα στο δέρμα μας (θέλω να πιστεύω…) αφού σβήσει η φωτιά. Άρα από κει και πέρα δεν έχουμε κάποια διαφοροποίηση στην σύσταση των αερίων μέσα στη βεντούζα.
Στην περίπτωση όμως του κεριού δεν συμβαίνει αυτό, αφού η καύση συνεχίζεται. Άρα έχουμε και χημικό φαινόμενο μετά την τοποθέτηση του ποτηριού.
Η "χημική χροιά" δεν εντοπίζεται στη διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό, αυτό είναι αμελητέο. Εντοπίζεται στο ότι ο τελικός όγκος των καυσαερίων μετά την ψύξη τους είναι μικρότερος από τον όγκο των αντιδρώντων. Δηλαδή, όπως είπα και πριν, αντικαθίστανται κάποια μόρια οξυγόνου από λιγότερα μόρια διοξειδίου του άνθρακα.
Καλησπέρα παιδιά. Γιάννη λες:
"Δεν ξέρω αν συμφωνούμε όλοι. " Δεν ξέρω τι λένε όλοι, αλλά προσωπικά θα συμφωνήσω ότι κάτι τέτοιο ισχύει. Αλλά ισχύει μόνο αυτό;
Δεν έχουμε και μείωση των mol αέρα μέσα στο ποτήρι, εξαιτίας της καύσης; Έχουμε!
Αλλά τότε είναι και αυτός ο παράγοντας που παίζει ρόλο.
Ο Πάνος παραπάνω (πειραματικός…) διαπίστωσε ότι ο κύριος λόγος είναι το "φαινόμενο βεντούζα" και δευτερεύον η μείωση των mol.
Μπορεί να είναι έτσι και δεν έχω στοιχεία να αμφισβητήσω τα πειραματικά του ευρήματα.
Αλλά το ότι ο ένας λόγος είναι ο κύριος, δεν αποκλείει την συνεισφορά του δεύτερου.