أريد بعض التفسيرات لتجربة يقوم بإجرائها تلاميذي حاليًّا. فالأمر يتعلق بالساعة المائية التي قام بتصنيعها التلاميذ مرتكزين على فكرة الساعة الرملية، مستخدمين زجاجتين وشفاطة لتسهيل انتقال المياه من الزجاجة العليا إلى السفلى. ولكن المشكلة التي تعرضوا لها تكمُن في عدم مرور الماء بين الزجاجتين: في البداية، تساقطت بضعة قطرات من الزجاجة العليا إلى الزجاجة السفلى، ولكن لماذا لم يعد يتساقط الماء بعد ذلك؟ هل لأن هناك مادة لاصقة تعيق مرور المياه؟ هل لأن كمية المياه كبيرة مقارنة بسمك الشفاطة؟ هل لأن الهواء الموجود بالزجاجة السفلى لا يستطيع الصعود إلى أعلى للسماح للمياه بالمرور لأسفل؟ هل لأنه يجب إتاحة الفرصة للهواء لينتقل بسهولة بين الزجاجتين؟ هل لأن ضغط الزجاجة السفلى أعلى من ضغط الزجاجة العليا؟ وقبل أن يقوم التلاميذ بإعداد جهاز آخر، قمت بتعديل العُدة بنفسي مستعينـًا بشفاطتين: واحدة تسمح بمرور الماء والأخرى تسهل مرور الهواء بين الزجاجتين. وبذلك، فلح الأمر، حيث إنه كانت هناك مشكلة في انتقال الهواء بين الزجاجتين. وما يحيرني هو عدم استطاعتي إيجاد تفسير آخر للأمر، لا للتلاميذ عندما يتوصلون لهذه النتيجة، ولا حتى لنفسي. أعتقد أنه من الممكن أن يكون لذلك علاقة بالتوتر السطحي، ولكنني لا أستطيع تحديد الأمر بوضوح. فهل يمكنكم تزويدي بالمعلومات اللازمة بخصوص هذا الموضوع؟
إن الإناء العلوي له حجم معين يشغله الماء والهواء معًا. وإذا مرت كمية من المياه إلى الإناء السفلي، يجب أن يتم استبدال الحجم الذي تشغله بالهواء، على أن يكون مجموع حجم الهواء والماء ثابتا ومساويا للحجم الكلي للإناء السفلي. ولضمان حركة الماء من أعلى إلى أسفل، يجب أيضًا تسهيل انتقال الهواء من أسفل إلى أعلى.