Ο αέρας καταλαμβάνει όγκο_Το καπάκι του συμπεριφέρεται παράξενα

 

Μέσα στο ποτήρι υπάρχει αέρας ο οποίος καταλαμβάνει τον χώρο και δεν αφήνει το νερό να πάρει τη θέση του και να γεμίσει το ποτήρι. Το πολύ-πολύ μπορεί να συμπιεστεί, καθώς είναι ελαστικός, και να καταλάβει λιγότερο χώρο επιτρέποντας, ανάλογα με το πόσο βαθιά το βυθίζουμε, στο νερό να ανέβει μέχρι κάποιο οριζόντιο επίπεδο πάνω από τα χείλη του ποτηριού. Ουσιαστικά, η πίεση του συμπιεσμένου μέσα στο ποτήρι αέρα ισούται με το άθροισμα της υδροστατικής και της ατμοσφαιρικής πίεσης που υπάρχουν στην οριζόντια διαχωριστική επιφάνεια αέρα-νερού. Όταν τρυπάμε τον πυθμένα του ποτηριού ο αέρας σπρώχνεται, βγαίνει από το ποτήρι και αυτό γεμίζει νερό. Αυτό συμβαίνει επειδή η πίεση του αέρα, όταν τρυπάμε το ποτήρι, γίνεται ίση με την ατμοσφαιρική αδυνατώντας πλέον να προκαλέσει πιεστική δύναμη ικανή εξισορροπήσει την πιεστική δύναμη από το άθροισμα ατμοσφαιρικής και υδροστατικής πίεσης στη διαχωριστική επιφάνεια αέρα-νερού (στο πείραμα εδώ, στο κάτω μέρος του αναποδογυρισμένου ποτηριού).

Τροφή για σκέψη: Σε πόσο βάθος θα έπρεπε να βυθίσουμε το χωρίς τρύπα ποτήρι ώστε το καπάκι να ανέβαινε μέχρι τη μέση του ποτηριού;