בניסוי הנוכחי נייצר תרסיס של מים או של כדורוני קלקר באמצעות עיקרון מדעי בשם "אפקט ונטורי", שעוסק בלחץ של נוזלים וגזים.
מומלץ להיעזר במבוגר בעת ביצוע הניסוי.
ציוד
- קשית שתייה
- מספריים קטנים או סכין יפנית (יש לחתוך רק בהשגחת מבוגר)
- כוס
- מים
ציוד לחלק השני של הניסוי
- קלקר
- מזלג
- כוס חד-פעמית
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:
הסבר
בניסוי הזה מודגם עקרון ונטורי, שהוא "מקרה פרטי" של עקרון ברנולי העוסק בלחץ של חומרים זורמים.
אז איך נשיפה יוצרת משאבה? כשאנחנו נושפים אוויר לתוך קשית אנחנו דוחסים לתוכה כמות גדולה של אוויר וכך גורמים לאוויר לנוע, בקצה הקשית יש הצרה בפתח (לא חתכנו את הקשית עד הסוף) מה שגורם להאצה נוספת במהירות הגז – משום שאותה כמות של גז שזורמת בקשית הרחבה צריכה להידחף דרך פתח צר יותר ולכן בהכרח היא חייבת להגדיל את המהירות כדי לעשות זאת. עלייה כזו של מהירות הגז גורמת לירידה בלחץ שלו – בשל עקרון פיזיקלי שנקרא עקרון ברנולי.
בקצרה – ברנולי הצליח להוכיח שהתופעה הזאת נובעת מחוק שימור האנרגיה, שהוא אחד מחוקי היסוד של הפיזיקה. כאשר גז מגביר את מהירותו, גם האנרגיה הקינטית שלו גדלה. מאחר שהאנרגיה בכל המערכת חייבת בהכרח להישמר, לחץ הגז (שאפשר לבטא אותו כאנרגיה ליחידת נפח), חייב לרדת כפיצוי על עליית האנרגיה הקינטית. חשוב לציין שהחוק תקף רק במקרים כאלו - שבהם עליית הגז נגרמת עקב הצרה בזרימה שלו, אבל לא תקף כלל כאשר מכשיר חשמלי (כמו מאורר או פן) מעלה את מהירות הגז - כי אז יש תוספת חיצונית של אנרגיה למערכת, ואז לא חייב בהכרח לרדת לחץ הגז.
ירידת הלחץ הזאת גורמת בעצם לאפקט של שאיבה – מעין "רִיק" שנוצר ושואב את המים או את כדורוני הקלקר אל תוך זרם האוויר. זה מה שנקרא עקרון ונטורי, או אפקט ונטורי, על שם הפיזיקאי שגילה אותו. כאן חשוב לדייק ולציין שמהבחינה הפיזיקלית אין לרִיק כוח שאיבה כשלעצמו, כך שהסיבה שהמים או כדורוני הקלקר נשאבים היא הלחץ החיצוני הגדול שדוחף אותם אל אזור הלחץ הנמוך שבקשית. לאחר שהמים (או כדורוני הקלקר) עולים למעלה ומגיעים אל זרם האוויר שבקשית האופקית, הם מותזים ומתפזרים לכל עבר על ידי הזרם המהיר שפוגע בהם.
בהתקן ונטורי 'אמיתי' הקשית המאונכת נמצאת בתוך הצרה שמובנית בצינור האופקי (שדרכו נושבים), ולא חיבור באוויר הפתוח בקצה הצינור כפי שעשינו (צורת חיבור שמורידה מעוצמת האפקט) הצרה שמבטיחה עליה במהירות הזרימה. ככל שזרם האוויר בקשית מהיר יותר כך הלחץ שבה נמוך יותר ולכן עוצמת ה'שאיבה' גדלה, אז אם הניסוי לא מצליח לכם בניסיון הראשון כדאי שתנסו לנשוף חזק יותר או להצר עוד יותר את פתח היציאה.
אפשר לבנות משאבת ונטורי יעילה יותר על ידי כך שמכניסים קשית דקה במאונך לתוך פתח קטן שפותחים בקשית רחבה יותר (וסוגרים את החיבור בפלסטלינה).
מעניין לציין
בעבר, לפני שהיו תרסיסים שעובדים על גז דחוס, ייצרו תרסיסים באמצעות התקן דומה לזה שמוצג בניסוי, אבל במקום נשיפה בפה, זרם האוויר היה נוצר במשאבה ידנית. כך נעשה בהתקן הריסוס נגד חרקים שנקרא "פליט", וכך עושים גם כיום בתרסיסי בושם כמו זה שמוצג למטה.
בקבוק בושם עם מרסס שעובד על פי עקרון ונטורי | צילום: Mcapdevila, ויקיפדיה
בנוסף, לאפקט ונטורי יש שימושים טכנולוגיים רבים מאוד כשרוצים ליצור תרסיסים ושאיבה, ואפילו בהתקני חיסכון במים – שם מים זורמים שואבים בדרכם אוויר וכך יוצר נתזי של מים מהולים באוויר, שחוסכים במים בלי להפחית את עוצמת הזרם.
