آب سربالا می‌رود؟

شاید در فیلم‌های سینمای پدیده‌ی مشابهی را دیده باشید، زمانی که هواپیمایی در ارتفاع در پرواز است و مثلاً درِ هواپیما در اثر حادثه‌ای باز می‌شود یا یکی از پنجره‌ها می‌شکند، می‌بینیم ناگهان هوا و وسایل داخل هواپیما با فشار به بیرون پرت می‌شوند. موضوع این است که فشار هوای داخل هواپیماها برای تنفس سرنشینان تا حدودی برابر با فشار هوا روی زمین نگه داشته می‌شود تا تنفس مسافران راحت باشد. وقتی هواپیما به ارتفاع می‌رود به ناحیه‌ای از جو می‌رسد که فشار هوا در آن کمتر از سطح زمین (و کمتر از داخل هواپیما) است. بدنه‌ی هواپیماها را محکم می‌سازند تا این اختلاف فشار را طاقت بیاورد ولی اگر به دلیل حادثه‌ای این دیواره ترک بخورد آن‌وقت هوای داخل هواپیما با فشار به بیرون می رود تا فشار بیرون و درون را یکی کند که البته برای مسافران بسیار خطرناک خواهد بود. چندین سال بعد از ساخت اولین هواپیماها سازندگان به فکر طراحی هواپیمایی افتادند که فشار هوا درون آنها مناسب باشد. آنها جنس بدنه را طوری طراحی کردند که کوچکترین ترکی برندارد و پنجره‌های هواپیماها را کوچک و با شکل و جنس مناسب طراحی کردند که هوا از آن عبور نکند و در اثر اختلاف فشار نشکند. اولین هواپیماهایی که به این شکل ساخته شد دچار سانحه شدند و پس از چند حادثه در اواسط قرن بیستم میلادی، کم‌کم ساخت هواپیماها اصلاح شد تا به شکل هواپیماهای امروزی رسید که قاره به قاره و کشور به کشور سفر می‌کنند و مسافران بسیاری را جابه‌جا می‌کنند.

هواپیمای بریتانیایی BOAC، یکی از هواپیماهایی که به دلیل مشکل تنظیم فشار هوا در نیمه‌ی قرن بیستم میلادی و هنگام پرواز درهم شکسته شد. (منبع تصویر: Wikimedia Commons)

–

البته این پدیده همیشه هم مایه‌ی دردسر نبوده است و مهندسان از آن برای ساخت وسایل کاربردی مثل پمپ آب یا جاروبرقی استفاده کرده‌اند. آنها برای ساخت این وسیله‌ها سعی کردند به طریقی فشار آب یا هوای داخل محفظه‌‌ی دستگاه را کم کنند. باقی را خودتان می‌دانید. آب یا هوا با فشار وارد این محفظه می شود تا کمبود فشار را جبران کند. در جاروبرقی هوایی که با فشار وارد محفظه می‌شود با خود گرد و خاک را هم می‌آورد. در آزمایش‌های نجات سکه و بادکنک وزنه‌بردار هم از پدیده‌ی مشابهی استفاده شد. ارتباط این سه آزمایش چیست؟