ارائه دهنده :محمد حسین توسلی (ورودی ۹۸ کارشناسی فیزیک)

انجام آزمایش :محمد حسین توسلی (ورودی ۹۸ کارشناسی فیزیک)

یک بطری خالی را برای چند ساعت در فریزر قرار می‌دهیم. سپس بطری را خارج کرده و یک عدد سکه خیس را روی دهانه آن می‌گذاریم. مشاهده می‌شود با گذر زمان، سکه به طور متناوب از روی دهانه کمی بلند می‌شود.

در لحظه ابتدایی، دمای بطری و هوای درون آن پایین تر از دمای محیط است. به مرور زمان با گرم شدن بطری هوای درون آن نیز گرم‌تر می‌شود. درنتیجه فشار آن افزایش میابد. اختلاف فشار ایجاد شده در هوای داخل بطری و خارج آن باید به اندازه ای باشد که مقدار آن ، ضربدر اندازه سطح دهانه ، وزن سکه و نیروی دگر‌چسبی آب را تامین کند و همچنین به سکه شتاب رو به بالا بدهد. زمانی که این اختلاف فشار تامین شود سکه کمی به سمت بالا پرتاب می‌شود.

پرتاب شدن سکه و خروج هوا از درون بطری (البته صدای این پدیده واضح تر است)

(مرطوب بودن سکه از این جهت اهمیت دارد که سطح بین سکه و دهانه بطری با ملکول های آب پر شود و ملکول های هوا از فاصله بین سکه و دهانه بطری نشت نکند. در غیر این صورت ، ملکول های هوا، پیوسته از بطری خارج می‌شوند و اثر تغییر فشار درون بطری خنثی می‌شود، پس شتابی در سکه ایجاد نمی‌شود.)

هنگامی که سکه کمی به سمت بالا حرکت می‌کند ، مقداری از ملکول های هوای درون بطری از آن خارج می‌شوند و هوای درون بطری با هوای محیط هم فشار می‌شود. با از بین رفتن اختلاف فشار، سکه دوباره روی دهانه بطری قرار می‌گیرد و تا زمانی که دمای بطری به قدری افزایش یابد که اختلاف فشار مورد نیاز تامین شود، روی دهانه بطری باقی می‌ماند. در نتیجه دوره تناوب این پدیده متناسب با آهنگ تغییر دمای بطری است.

حلقه‌ی چای و فیزیک ۲ آبان ۱۳۹۹