Χρήσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης 🥤

Η ατμοσφαιρική πίεση δεν είναι κάτι αόρατο και άχρηστο. Την εκμεταλλευόμαστε κάθε μέρα, συχνά χωρίς να το καταλαβαίνουμε: όταν πίνουμε με καλαμάκι, όταν κολλάμε μια βεντούζα σε ένα τζάμι, ή όταν προσπαθούμε να αδειάσουμε μια κονσέρβα. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, ο «αόρατος» αέρας γύρω μας κάνει τη δουλειά.

Το καλαμάκι: ποιος σπρώχνει το ρόφημα; 🥤

Φαντάσου ότι πίνεις χυμό με καλαμάκι από ένα ανοιχτό ποτήρι. Αυτό συμβαίνει βήμα-βήμα:

1. Ρουφάς τον αέρα που υπάρχει μέσα στο καλαμάκι.
2. Η πίεση μέσα στο καλαμάκι μειώνεται.
3. Η ατμοσφαιρική πίεση συνεχίζει να πιέζει την ελεύθερη επιφάνεια του χυμού μέσα στο ποτήρι, με την ίδια δύναμη όπως πριν.
4. Επειδή τώρα η πίεση έξω (πάνω στο ποτήρι) είναι μεγαλύτερη από την πίεση μέσα στο καλαμάκι, ο ατμοσφαιρικός αέρας σπρώχνει τον χυμό μέσα στο καλαμάκι, προς τα πάνω, μέχρι το στόμα σου.

Τι αλλάζει σε κλειστό δοχείο;

Αν προσπαθήσεις να πιεις με καλαμάκι από ένα κλειστό και σφραγισμένο μπουκάλι, η κατάσταση είναι διαφορετική:

• Δεν υπάρχει ανοιχτή επιφάνεια όπου να δρα η εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση πάνω στο ρόφημα.
• Καθώς ρουφάς, ο αέρας που είναι εγκλωβισμένος μέσα στο μπουκάλι (πάνω από το ρόφημα) απλώνεται σε μεγαλύτερο όγκο και αραιώνει — η πίεσή του μειώνεται.
• Η διαφορά πίεσης που σπρώχνει το ρόφημα προς τα πάνω γίνεται όλο και μικρότερη, οπότε χρειάζεται πολύ μεγαλύτερη προσπάθεια για να συνεχίσεις να πίνεις.
• Αν επιμείνεις να ρουφάς, η εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση (που παραμένει σταθερή γύρω από το μπουκάλι) μπορεί να γίνει πολύ μεγαλύτερη από την πίεση του αραιωμένου αέρα μέσα στο μπουκάλι, και το μπουκάλι συνθλίβεται προς τα μέσα.

Η βεντούζα: πώς κολλάει χωρίς κόλλα; 🪠

Μια βεντούζα δεν χρησιμοποιεί καμία κόλλα ή μαγνήτη. Η αρχή είναι ίδια με του καλαμακιού:

1. Πιέζουμε το ελαστικό μέρος της βεντούζας πάνω σε μια λεία επιφάνεια (π.χ. ένα τζάμι).
2. Ο αέρας που ήταν εγκλωβισμένος ανάμεσα στη βεντούζα και την επιφάνεια αναγκάζεται να βγει προς τα έξω.
3. Στο εσωτερικό της βεντούζας μένει πολύ λιγότερος αέρας από πριν, άρα δημιουργούνται συνθήκες χαμηλής πίεσης.
4. Η ατμοσφαιρική πίεση, που δρα σε όλη την εξωτερική επιφάνεια της βεντούζας, είναι τώρα μεγαλύτερη από την πίεση στο εσωτερικό της. Αυτή η διαφορά πίεσης είναι που κρατά τη βεντούζα κολλημένη πάνω στην επιφάνεια.

Όσο πιο καλά έχει πιεστεί η βεντούζα (όσο λιγότερος αέρας έχει μείνει μέσα της), τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά πίεσης και τόσο πιο δυνατά κρατιέται.

Το άδειασμα ενός δοχείου με μία τρύπα 🥫

Αν ανοίξεις μία μόνο τρύπα σε ένα κλειστό δοχείο με υγρό (για παράδειγμα σε μια κονσέρβα) και το κρατήσεις κατακόρυφα, θα παρατηρήσεις κάτι περίεργο: το υγρό βγαίνει πολύ δύσκολα, ή μπορεί να μη βγει καθόλου!

Η εξήγηση:

• Η ατμοσφαιρική πίεση έξω από την τρύπα σπρώχνει συνεχώς το υγρό προς τα μέσα του δοχείου.
• Μέσα στο δοχείο δεν υπάρχει άλλο άνοιγμα από όπου να μπει αέρας για να αντισταθμίσει αυτή την ώθηση.
• Καθώς λίγο υγρό προσπαθεί να βγει, ο χώρος που αδειάζει πάνω από το υγρό δεν γεμίζει με αέρα απ' έξω, οπότε η πίεση εκεί μέσα πέφτει ακόμα πιο πολύ και «τραβάει» το υγρό προς τα πίσω.

Αν όμως ανοίξεις μια δεύτερη τρύπα (συνήθως ψηλότερα, κοντά στον πάτο που κρατάμε ανάποδα ή στο πάνω μέρος), τα πράγματα αλλάζουν εντελώς:

• Από τη δεύτερη τρύπα μπαίνει αέρας μέσα στο δοχείο.
• Αυτός ο αέρας πιέζει το υγρό από πάνω με πίεση περίπου ίση με την ατμοσφαιρική.
• Τώρα η ατμοσφαιρική πίεση σπρώχνει το υγρό να βγει από την πρώτη τρύπα, και το υγρό ρέει ελεύθερα και εύκολα.

Το κοινό στοιχείο των τριών παραδειγμάτων

Και στα τρία παραδείγματα —καλαμάκι, βεντούζα, δοχείο με τρύπες— η βασική ιδέα είναι η ίδια:

Όπου η πίεση από τη μία πλευρά ενός υγρού ή ενός αντικειμένου γίνεται μικρότερη από την ατμοσφαιρική πίεση της άλλης πλευράς, η ατμοσφαιρική πίεση «κερδίζει» και σπρώχνει προς την πλευρά της χαμηλότερης πίεσης.