הצגת המקור של הדף "צוללן קרטזי"

[[קובץ:Cartesian diver.ogg|שמאל|ממוזער|250px|צוללן קרטזי בו [[פיפטה]] עם פלסטלינה משמשת כצוללן.]]
'''צוללן קרטזי''', הוא [[משחק]] [[מדע]]י המאפשר להדגים שני [[חוק פיזיקלי|חוקים פיזיקליים]]: [[חוק ארכימדס]] ו[[חוק בויל-מריוט]]. 

יצירת צוללן קרטזי היא הפעלה נפוצה במסגרת [[פסטיבל מדע|פסטיבלי מדע]]. הצוללן מורכב מגוף הנמצא בתוך [[נוזל]] (לרוב [[מים]]) במצב של [[ציפה נייטרלית]]. הגוף בעל [[צפיפות החומר|צפיפות]] גבוהה במעט מזו של הנוזל, ובתוכו בועת גז. כאשר מופעל [[לחץ]] חיצוני על המכל, הלחץ בתוכו עולה. הלחץ הגובר של הנוזל דוחס את הגז שבתוך הצוללן ולכן צפיפותו של הגז עולה. במצב זה, [[חוק ארכימדס|כוח הציפה]] קטן וירידת כוח הציפה גורמת לצוללן לשקוע.

מכיוון שלחץ הנוזל פוחת או גובר בהתאמה עם הקטנת או הגדלת העומק בו שרוי הצוללן הקרטזי, נפח הנוזל שהצוללן מתיק ממקומו יגדל או יקטן בהתאמה (ועמו גם כוח הציפה), ולכן מפלס הציפה הנייטרלית שלו מהווה נקודת [[שיווי משקל מכני|שיווי משקל בלתי יציב]], כלומר כל סטייה קטנה של הצוללן מהמפלס הנייטרלי תוציא אותו משיווי משקל.  

משמו של הצוללן ניתן לשער כי הוא קשור ל[[רנה דקארט]] אולם ככל הנראה המצאתו קדומה יותר.

==תיאור פיזיקלי== 
[[חוק הגזים האידיאליים]] קושר בין גדלים פיזיקליים שונים בגז:
 
: <math>
\ PV = nRT
</math>

חוק בויל-מריוט הוא [[מקרה פרטי]] של חוק הגזים האידיאליים ומתייחס למצב בו כמות חלקיקי הגז והטמפרטורה נותרים קבועים, כלומר:

: <math>
\ PV = K
</math>

כאשר:
*''P'' - [[לחץ]] הגז
*''V'' - ה[[נפח]] שהגז תופס
*''n'' - כמות חלקיקי הגז ב[[מול|מולים]]
*''R'' - [[קבוע הגזים]] האוניברסלי  (8.314472 J·K<sup>-1</sup>·mol<sup>-1</sup>)
*''T'' - [[טמפרטורה|טמפרטורת]] הגז
*''K'' - קבוע של כמות החלקיקים והטמפרטורה. 

מקשר זה ניתן לראות שב[[תהליך איזותרמי]] וללא שינוי בכמות החומר עליה בלחץ תגרום לירידה בנפח.

את הצפיפות אפשר לחשב באמצעות הנוסחה:
:<math>\!\, \rho=\frac{m}{V}</math><br>

כאשר:
* <math>\!\, \rho</math> - צפיפות
* <math>\!\, m</math> - מסה
* <math>\!\, V</math> - נפח

מכשיר נוסף שעובד באופן דומה הוא [[מד טמפרטורה#תולדות מד הטמפרטורה|מד חום גלילאו]] בו משתנה ה[[טמפרטורה]] וגורמת לשינוי בצפיפות המים.

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* {{יוטיוב|uzPw7R7PwUk|שם=דוגמה לצוללן קרטזי מפעילות "ליל המדענים" באוניברסיטת בן-גוריון בנגב}}
*[https://web.archive.org/web/20110905200616/http://www.ed.uiuc.edu/courses/CI241-science-Sp95/resources/philoToy/philoToy.html על ההיסטוריה והשם של הצוללן הקרטזי]

[[קטגוריה:צעצועי מדע]] 
[[קטגוריה:תרמודינמיקה]]