Klik op onderstaand plaatje en aanschouw hoe ik een volle fles water ondersteboven houd terwijl die niet leegloopt. Hoe kan dit raadselachtige fenomeen ontstaan? Wat houdt het water in de fles?
Het is de lucht, suffie
Wij zijn als vissen die niet doorhebben dat ze in water leven, alleen wij hebben dat met lucht. Feitelijk leven wij op de bodem van een luchtoceaan, ook wel atmosfeer genoemd, van zo’n 20 kilometer diep.
Al die lucht heeft, al zou je dat misschien niet verwachten, een behoorlijk gewicht. Gemiddeld drukt er op zeeniveau ongeveer per vierkante centimeter oppervlak ongeveer een kilo lucht. Dat veroorzaakt de zogenaamde luchtdruk. Het is deze druk die het water in de fles omhoog houdt.
Iets preciezer
Op elke hoogte in het water heerst eenzelfde druk. Aan het open wateroppervlak is dat de luchtdruk van dus ongeveer 1 kg/cm2. In de flesopening, echter, is het de druk van de waterkolom plus de druk van het luchtgedeelte daarboven die iets lager zal zijn als de buitendruk. De onderdruk in die holte zal precies zo groot zijn dat het water omhoog wordt gehouden.
Het is een kwestie van evenwicht. Als het water in de fles zakt, dan neemt de onderdruk toe en wordt de kracht omhoog groter. Stijgt het water, dan gebeurt het omgekeerde. Er is een stabiel evenwicht.
In het theoretische geval van een fles langer dan 10 meter krijg je een probleem, want dan zou de onderdruk boven in de fles negatief moeten worden, wat niet kan. Een dergelijk hoge kolom zal dus niet stabiel zijn. Het water loopt eruit tot die 10 meter.