Кіріспе

Ғылыми эксперименттерде қолданылатын шыны ыдыс зертханалық жабдықтар Бел ыдысы - шыны ыдыс, оның пішіні қоңырауға ұқсас (яғни ең танымал түрінде төменгі жағы ашық, ал жоғарғы жағы мен бүйірлері бір бөлшектен тұрады) және әр түрлі материалдардан (шынынан бастап әр түрлі металдарға дейін) жасалуы мүмкін. Белдік құмыралар жиі зертханаларда вакуумды қалыптастыру және ұстап тұру үшін қолданылады. Бұл - тәжірибелерде қолданылатын жалпы ғылыми аппарат. Белл банкалары күшті вакуум жасау қабілеті шектеулі; жоғары өнімділік қажет болған кезде вакуум камералары бар. Олар вакуумның дыбыс таралуына әсерін көрсету үшін пайдаланылды. Ғылыми мақсаттардан басқа, қоңыраулар сауыттары көрнекілік немесе шаңнан қорғайтын мөлдір қалқалар ретінде де қызмет ете алады. Мұндай жағдайларда қоңырау құтысы әдетте вакуумға орналастырылмайды.

Вакуум

Вакуумды қоңырау ыдысы түтік арқылы вакуумды сорғыға қосылатын шлангты құрылғыға желдетілетін тұғырға орналастырылады. Саңырауқұлақ ыдысынан ауаны сорғылау арқылы вакуум пайда болады. Вакуумды қоңырау ыдысының төменгі жиегі ауыр шыныдан жасалған, жақсы байланыс үшін төменгі жағында тегіс күйде. Қазанның тұғыры да ауыр және тегістелген. Әдетте олардың арасына вакуумдық май жағылады. Ішкі бөлмеде вакуум пайда болған кезде, ол едәуір қысым күшін тудырады, сондықтан пломбаны бекітудің қажеті жоқ. Осы себепті қоңырау ыдысын атмосфералық қысымнан жоғары қысымды ұстауға қолдануға болмайды, тек төмен қысымды ұстауға болады. Белдік құмыралар әдетте сыныптағы демонстрацияларға немесе хоббистерге, тек салыстырмалы төмен сапалы вакуум қажет болған кезде қолданылады. Жоғары вакуумда жүргізілетін алдыңғы қатарлы зерттеулер үшін күрделі вакуумдық камера қажет. Алайда, бірнеше сынақтарды тиімді сорғысы және аз соғу жылдамдығы бар сақиналы сауыт камерасында аяқтауға болады. Вакуумды қамтамасыз ету үшін қоңырау ыдысын пайдаланған алғашқы ғылыми тәжірибелердің кейбіреулерін Роберт Бойль баяндады. "New Experiments Physico Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effects" (Ауаның көктемін және оның әсерін қосқан жаңа тәжірибелер) атты кітабында ол 43 жеке тәжірибелерді сипаттады, олардың кейбіреулері Роберт Гукпен бірге жүргізілді.

Дыбыс таралу эксперименттері

Бұл тәжірибелердің ең танымалдарының бірі - ыдыстың ішіне қоңырау шалынып тұрған қоңырауды қою және ауаны сорғылау кезінде қоңыраудың жоғалып кеткенін байқау. Бұл тәжірибе дыбыстың таралуы ауа арқылы жүзеге асатынын және ауа ортасы болмаған жағдайда дыбыс толқындары қозғала алмайтынын көрсетті. Бұл тәжірибе көбінесе сыныптағы ғылыми тәжірибе ретінде қолданылады, онда тәжірибе қоңырау сағатының астына қойылған қоңырау сағаты сияқты элементпен қайталанады және ауа сорғызылып жатқанда қоңырау сағатының шашырауы әсерін көрсету үшін қолданылады. Қосымша микрофонды қоңырау құмырасының ішіне орналастыру және микрофон анықтаған дыбыстың ауа сорғызылғанда азаюын байқау арқылы құмыраның шынысының дыбысты сіңіру әсерін болдырмауға болады.

Шамды қоңырау құтысындағы тәжірибелер

Белдік ыдысты қолданумен тағы бір кең таралған тәжірибе ыдысты жанып тұрған шамның үстіне қоюды және жалынның өшіп кетуін байқауды қамтиды, бұл жану үшін оттегі қажет екенін көрсетеді. Бұл эксперименттің кең тараған нұсқасы - шам мен қоңырау ыдысын судың үстіне қою және шам өшіргенде қоңырау ыдысының ішіндегі су деңгейінің көтерілетінін байқау. Бұл байқаудың түсіндірмесі: шырақтардың сауыттың ішіндегі ауаны қыздыруы оның кеңейуіне себеп болады, ал шырақ оттегімен қамтамасыз етілуін аяқтағаннан кейін сөнгенде ауа салқындап, жиырылады, бұл кеңістікті толтыру үшін суды тартуға әкеледі. Көпшілік арасында кең тараған қате түсінік - су деңгейі тұтынылған оттегін алмастыру үшін көтеріледі, бірақ жану реакциясы көмірқышқыл газын өнім ретінде шығаратындықтан, бұл түсінік дұрыс емес. Джозеф Пристли фотосинтез әсерін көрсету үшін "Ауаның әртүрлі түрлері туралы тәжірибелер мен байқаулар" деген еңбекте баяндалған экспериментте шам мен шайыр өсімдігін қоңырау сауытының астына орналастырды. Бастапқыда шам жағылды, содан кейін қоңырау сауыты екі бұйымның үстіне қойылды, ал от отты шамымен тұтынатын болса, жалын сөнді. Алайда бірнеше күннен кейін шам қайтадан жанып, зауыт қажетті оттегі өндіргенін дәлелдеді.

Физиологиялық эксперименттер

Пристли сондай-ақ құмыраның астындағы өсімдіктер мен тышқандарды қолданып тәжірибе жүргізді. Ол құмыраның ішінде жалғыз қалған тышқанның ақырында өліп қалғанын, ал құмыраның ішіне өсімдік қойылса, тышқанның тірі қалатынын анықтады. Бойль сонымен қатар жәндіктер, тышқандар, құстар мен балықтар сияқты көптеген жануарлар тұратын қоңырау сауыттарынан ауаны алып тастау әсерін зерттеді және ауаны алып тастағанда олардың қалай әрекет еткенін бақылады. "40-шы экспериментте" "Жаңа эксперименттер физико-механикасы, ауаның көктемін және оның әсерін тигізу" (негізінен жаңа пневматикалық қозғалтқышта жасалған) -де ол жәндіктердің ауа қысымы төмендеу кезінде ұшу қабілетін сынады, ал "41-ші экспериментте" тірі жаратылыстардың тіршілік ету үшін ауаға тәуелділігін көрсетті. Мұнайлы сурет An Experiment on a Bird in the Air Pump табиғат философы Бойльдің құспен қоңырау құмырасының ішінде жасаған тәжірибесіне ұқсас тәжірибе қайталайтынын бейнелейді.

Қауіптері

Вакуум шыны бетінде шамамен 14 псаи бір атмосфералық қысым айырмашылығын тудырады. Имплозияның энергиясы қысым айырмашылығы мен шығарылған көлем арқылы анықталады. Флакон көлемдері эксперименттер арасында шамамен өзгеруі мүмкін. Литрлік немесе одан үлкен баллондармен жұмыс істегенде, химиягерлер қауіпсіз экранды немесе ағыс капотының белдемін пайдалануды қарастыруы керек, егер имплозия пайда болса, оларды шыны сынықтарынан қорғау үшін. Шыны бұйымдарын оқшаулау үшін спиральді лентамен орау немесе көбінесе скваба цилиндрлерінде кездесетін желбеу тормен орау мүмкін. Вакуумдағы шыны оның бетіндегі сыпырықтар мен сызықтарға сезімтал болады, өйткені олар кернеуді көтереді, сондықтан мүмкін болса, ескі шыныдан аулақ болу керек. Шыныға әсер ету және жылу әсерінен туындаған қысымдар да вакуумда алаңдатады. Дөңгелек түпті колбалар кернеуді олардың беттеріне тиімдірек таратады, сондықтан вакуумда жұмыс істегенде қауіпсіз.

Декоративтік немесе консервант

Виктория дәуірінде таза сәндік қоңыраулар сағаттар, таксидермия, қабықшалар, балауыз гүлдері мен жемістер сияқты әр түрлі заттар үшін мөлдір шаң жапқыштар және көрнекілік ретінде қолданылған. Қалқалы саз сауыттары жұқа шыныдан жасалған, олардың оптикалық айқынлығына көбірек көңіл бөлінген, және олардың қалыңдықтағы негізгі флангасы болмаған. Осы себепті олар вакууммен қолдануға жарамсыз және әдетте сорғыланса, істен шығады. Бұған ұқсас шыны күмбездер ірімшік күмбездері, торт қоңыраулары немесе бау сағаттары ретінде пайдаланылған.