Fyzika v 15A

Torricelliho experiment

„Dneska se pokusíme zreprodukovat Torricelliho experiment,“ říkám, když jsem se pozdravil jednoho odpoledne se žáky třídy 15A SPŠST Panská. „Mimochodem - čeho se týká?“

Po chvíli ticha se začnou ozývat první nesmělé nápady. A poměrně správné! Nakonec tedy popis experimentu zopakujeme společně.

Experiment provedl italský učenec Torricelli, který tímto experimentem dokázal existenci atmosférického tlaku vzduchu. Současně tím vyvrátil Aristotelovskou hrůzu z vakua - při experimentu v horní části trubice zůstane (téměř) vakuum. Experiment původně prováděl Torricelli se skleněnou trubicí, která byla na jednom konci uzavřena, ponořenou do rtuti. Když trubici naplnil rtutí, uzavřel druhý konec a trubici postavil do svislé polohy. Pak uvolnil spodní konec trubice a část rtuti z trubice vytekla, ale poměrně dost rtuti v trubici zůstalo. Tím prokázal existenci atmosférického tlaku vzduchu, díky kterému rtuť z trubice nevytekla. Vzhledem k tomu, že experimentovat se rtutí ve škole není možné, musíme prodloužit délku trubice a rtuť nahradit vodou.

„Budu ale potřebovat pomocníky,“ říkám, když jsme si připomněli, oč v experimentu jde. Ihned bylo pomocníků několik připravených.

Nejdříve jsme naplnili hadici délky 10 metrů vodou. Jeden konec byl ve kbelíku s vodou a druhým jsem nasával vodu do hadice. Když byla hadice plná, uzavřel jsem korkovými zátkami z obou stran hadici. Na jednom konci byla hadice vyztužená železným drátem, aby byl ve svislé poloze hadice tento konec otočen směrem vzhůru. Tento konec musel být spodním koncem ve svislé poloze visící hadice. Proto jsme vyrazili k oknu učebny S9, které vede na ulici před školou. Zbytek žáků třídy šel dolů pod okno.

Spustil jsem hadici dolů a vyzval žáky dole stojící, aby vyndali korkovou zátku z hadice. Jakmile to udělali, voda z hadice vytekla.

„Já tu mám hadici zavřenou,“ volám dolů. „Myslíte, že vytekla všechna voda z hadice?“

„Ne, něco tam je,“ tipují žáci zdola. Poměrně snadno domyslíme, že v hadici zbylo tolik vody, která svým hydrostatickým tlakem právě kompenzuje okolní atmosférický tlak.

„A co se stane, když já vyndám korek taky?“ ptám se.

„Voda vyteče ven,“ správně usuzují žáci.

A skutečně se tak stalo. Tím jsme potvrdili, že voda vlivem okolního atmosférického tlaku skutečně zůstala v hadici i po uvolnění korku ve spodním konci hadice. Torricelli tak dokázal v 17. století existenci atmosférického tlaku vzduchu.

Průběh experimentu je zobrazen na fotografiích.

Autor fotografií:

Jakub Folberger