Намачкайте консерва с въздушно налягане

Видео: Вам понравятся эти рецепты, приготовленные с декабрьским ингредиентом Mont: капуста

Съдържание

Стъпвам
Част 1 от 3: Натрошаване на консерва
Част 2 от 3: Как работи
Част 3 от 3: Помагане на учениците да се учат от експеримента
Съвети
Предупреждения
Необходимост

Можете да компресирате сода с нищо освен източник на топлина и купа с вода. Това е чудесна демонстрация на редица физически принципи, включително въздушно налягане и концепцията за вакуум. Експериментът може да се направи от учител като демонстрация или под наблюдение от ученици.

Стъпвам

Част 1 от 3: Натрошаване на консерва

Сложете малко вода в празна кутия за сода. Изплакнете кутията с малко вода, след това добавете към кутията около 15–30 ml (1-2 супени лъжици) вода. Ако нямате лъжичка, просто сложете достатъчно вода в кутията, за да покрие дъното.
Пригответе купа с ледена вода. Напълнете купа със студена вода и лед или с вода, охладена в хладилника. За да направите това, използвайте купа, която е достатъчно дълбока, за да извършите експеримента, но това не е необходимо. Ясната купа улеснява виждането на компресираната консервна кутия.
Поставете предпазни очила и използвайте клещи. В този експеримент загрявате консерва, докато водата в кутията заври, след което потапяте кутията под вода. Всички наблизо трябва да носят предпазни очила, в случай че гореща вода се пръсне. Необходими са ви също клещи, за да вземете кутията, без да се изгаряте, и да я потопите във водата. Упражнете се да вдигате консервата няколко пъти, за да сте сигурни, че сте здраво захванали.
- Продължавайте само под наблюдението на възрастен.
Загрейте кутията на котлона. Поставете кутията изправена на малка горелка и намалете котлона на ниско ниво. Оставете водата да заври и оставете да ври около 30 секунди.
- Ако усетите нещо странно или метално, преминете към следващата част. Водата може да е пресъхнала или да сте настроили топлината твърде висока, причинявайки разтопяване на мастилото или алуминия в кутията.
- Ако печката ви няма основа за консерва, използвайте котлон или използвайте щипки с топлоустойчива дръжка, за да държите кутията над огъня.
Използвайте клещите, за да обърнете консервата в студената вода. Дръжте клещите с длани нагоре. Използвайте клещите, за да вземете кутията, след това бързо я обърнете върху студената вода, след което потопете кутията в купата.
- Не се тревожете, защото компресирането на консервата може да създаде много шум!

Част 2 от 3: Как работи

Въздушно налягане. Въздухът около вас притиска тялото ви от всички страни, с налягане от 101 kPa на морското равнище. Само това е достатъчно, за да изстискате една консерва или дори вие и аз! Това не се случва, защото въздухът в кутията (или материалът в тялото ви) изтласква със същото количество налягане и защото въздушното налягане се самоотменя, тъй като въздейства върху обект от всички ъгли със същото количество налягане .
Какво се случва, когато загреете кутията с вода. Когато водата в кутията заври, можете да видите, че парата започва да се образува. Това ще изтласка част от въздуха в кутията, за да освободи място за нарастващия облак от капчици вода.
- Въпреки че кутията вече има по-малко въздух отвътре, тя все още няма да бъде компресирана, тъй като водната пара е заела мястото на въздуха.
- Като цяло, колкото повече течност или газ се нагряват, толкова повече те ще се разширяват. Ако е затворен съд, налягането ще продължи да се увеличава, тъй като въздухът не може да излезе.
Защо консервата е компресирана. Ако кутията се обърне с главата надолу, ситуацията се променя по два начина. Първо, повече въздух не може да тече в кутията, тъй като входът е блокиран от вода. На второ място, водната пара в кутията ще се охлади бързо и следователно ще заеме по-малко място и в крайна сметка ще се върне в първоначалното състояние, малкото вода, която първо поставяме в кутията. Изведнъж по-голямата част от пространството в кутията вече не се заема от въздух, а се превърна във вакуум! Въздухът, който притиска кутията отвън, вече не се компенсира, което води до отказ на консервата.
- Стая, в която няма въздух, се нарича такава вакуум.
Погледнете внимателно консервата, за да видите друг ефект от експеримента. Предотвратяването на вакуум в кутията има и друг ефект, освен компресирането на кутията. Обърнете голямо внимание на консервата, когато е поставена под вода. Ще видите, че малко количество вода се засмуква в кутията и след това капе обратно. Това е така, защото водата притиска отвора, но достатъчно силно, за да напълни малко консервата, преди алуминият да се компресира.

Част 3 от 3: Помагане на учениците да се учат от експеримента

Попитайте учениците защо се компресира консервната кутия. Вижте дали учениците имат представа какво се е случило с консервата. В този момент не потвърждавайте и не опровергавайте нито една от идеите. Не оставяйте настрана каквато и да е идея и оставете учениците да обясняват как са мислили по въпроса.
Помогнете на учениците да измислят варианти на експеримента. Нови експерименти, за да изпробват собствените си идеи и ги помолете да предскажат какво ще се случи, преди да започнат. Ако им е трудно да измислят нещо, ето няколко възможни вариации, които да им предложите:
- Ако студентът смята, че кутията се компресира от водата, а не от вакуума, накарайте ги да напълнят кутията напълно с вода и да проверят дали тя е компресирана.
- Опитайте същия експеримент с по-здрав контейнер. Ако материалът е по-тежък, ще отнеме повече време за компресиране, което води до попадане на повече ледена вода в контейнера.
- Опитайте се да оставите консервата да се охлади, преди да я поставите в ледената вода. Това ще доведе до повече въздух в кутията, което ще намали компресията.
Обяснете теорията зад експеримента. Използвайте информацията в раздела „Как работи“, за да обясните на учениците защо консервата е компресирана. Попитайте дали резултатът от експеримента съвпада с техните собствени разсъждения.

Съвети

Не пускайте кутията във водата, но използвайте клещите, за да я потопите.

Предупреждения

Кутията и водата в нея ще бъдат много горещи. Веднага щом поставите кутията в студената вода, позволете на зрителите да се дистанцират, за да не наранят някого от пръски гореща вода.
По-големите деца (12+) могат сами да извършват този експеримент, но само ако там е възрастен, който да наблюдава! В този експеримент едновременно не трябва да участват повече от 1 човек, освен ако има няколко възрастни, които да съдействат.