Как да сплескате кутия с помощта на въздушно налягане

Съдържание

Стъпки
Част 1 от 3: Как да сплескаме алуминиева кутия за лимонада
Част 2 от 3: Как работи
Част 3 от 3: Помогнете на учениците да учат чрез експеримент
Съвети
Предупреждения
Какво ти е необходимо

Можете да сплескате алуминиева кутия с лимонада само с източник на топлина и съд с вода. Това е страхотна визуална демонстрация на определени научни принципи, включително въздушното налягане и концепцията за вакуум. Експериментът може да бъде проведен от учители или ученици от гимназията под тяхно ръководство като експеримент.

Стъпки

Част 1 от 3: Как да сплескаме алуминиева кутия за лимонада

1 Изсипете малко вода в празна алуминиева кутия. Изплакнете го и оставете около 15-30 милилитра (1-2 чаени лъжички) вода на дъното. Ако нямате мерителна лъжица, просто покрийте дъното на алуминиева кутия с вода.
2 Пригответе купа с ледена вода. Напълнете контейнер със студена вода и лед или вода, която е била съхранявана в хладилника. Препоръчително е да вземете купа достатъчно дълбоко, за да побере целия буркан - тогава ще бъде по -лесно да експериментирате - но това не е необходимо. Ще бъде по -удобно да наблюдавате сплескването на буркана през прозрачна купа.
3 Намерете защитни очила за заваряване и клещи. В този експеримент ще загреете алуминиева кутия, докато водата заври в нея и след това бързо ще я прехвърлите. Всички наблюдатели и експериментаторът трябва да носят предпазни очила в случай, че гореща вода попадне в очите им. Ще ви трябват и клещи, за да вземете буркана, за да не се изгорите, а след това да го потопите с главата надолу в купа с ледена вода. Практикувайте да хващате буркана с клещите си, докато не ви е удобно да го държите.
- Продължете само под наблюдението на възрастен.
4 Загрейте буркана на котлона. Поставете алуминиева кутия с главата надолу върху горелка, след това включете слаб огън или нагряване. Оставете водата да заври и оставете да заври и пуснете пара за около 30 секунди.
- Ако забележите странна или метална миризма, незабавно преминете към следващата стъпка. Възможно е водата да е изкипяла или топлината да е била твърде голяма, така че боята или алуминият да започнат да се топят.
- Ако алуминиевата кутия не се побира правилно на горелката, използвайте електрическа печка или дръжте консервата върху огън с топлоустойчиви клещи.
5 Използвайте щипки, за да наклоните горещия буркан с главата надолу в студена вода. Дръжте клещите с дланта нагоре. Вземете буркан с щипки, бързо го обърнете върху купа със студена вода и го потопете в него.
- Бъдете готови да чуете силни звуци, защото бурканът може да се сплеска доста бързо!

Част 2 от 3: Как работи

1 Разберете какво е въздушното налягане. Въздухът притиска нас и всеки друг обект със сила 101 kPa (килопаскал) (1 kg на cm2), когато сте на морското равнище. И като цяло това е достатъчно, за да може каската да се сплеска или дори човек! Но това не се случва, защото въздухът вътре в кутията (или материята в тялото ни) се притиска навън със същата сила, а въздушното налягане изглежда се нулира поради факта, че ни притиска равномерно от всички страни .
2 Разберете какво се случва, когато загреете буркан с вода. Когато водата в буркана заври, можете да видите как започва да „тече“ под формата на малки капчици във въздуха - ние знаем това като пара. По това време част от въздуха се изтласква от кутията, за да се освободи място за разширяващ се облак от водни капчици.
- Въпреки факта, че бурканът губи част от въздуха, той все още не се сплесква, защото парата сега заема мястото на изместения въздух, който също притиска отвътре.
- Като цяло, колкото повече загрявате течност или газ, толкова повече се разширява. Ако е в затворен контейнер и не може да се разшири, тогава налягането се увеличава.
3 Разберете как една кутия се изравнява. Когато консервата е с главата надолу в студена вода, ситуацията се променя в две посоки. Първо, кутията е лишена от достъп на въздух, тъй като отворът е блокиран от вода. Второ, парата в кутията се охлажда бързо. Водната пара се компресира до първоначалния си обем - малко количество вода на дъното на кутията. Изведнъж по -голямата част от пространството вътре в буркана е без нищо - там дори няма въздух! Въздухът, който през цялото това време е притискал външната страна на кутията, вече няма никакво съпротивление отвътре, така че изравнява кутията навътре.
- Пространство, в което няма нищо, се нарича вакуум.
4 Наблюдавайте буркана внимателно по време на експеримента и открийте друг ефект. Появата на вакуум или празно пространство вътре в кутията има друго последствие, освен да я сплеска. Погледнете внимателно буркана, когато го потопите във вода и когато го извадите. Ще можете да забележите как малко вода се изсмуква в буркана и след това излиза отново. Това е така, защото водата притиска отвора на кутията, но това налягане е достатъчно само за запълване само на малко пространство в алуминиевата кутия, преди тя да се сплесне.

Част 3 от 3: Помогнете на учениците да учат чрез експеримент

1 Попитайте учениците защо бурканът е сплескан. Вижте дали имат някакви мисли по този въпрос. Не потвърждавайте или отричайте нито един от отговорите на този етап. Разпознайте всяка идея и помолете учениците да обяснят своя ход на мисълта.
2 Помогнете на учениците с възможности да обяснят експеримента. Помолете ги да измислят нови експерименти, за да проверят идеите си. Преди да започнете нови експерименти, попитайте ги какво мислят, че ще се случи в процеса. Ако им е трудно да измислят нови преживявания, елате на помощ. Ето някои опции, които може да ви бъдат полезни:
- Ако ученикът смята, че водата (а не парата) в буркана е отговорна за изравняването му, нека напълнят целия буркан с вода и да видят дали се деформира.
- Опитайте същия експеримент с по -твърд контейнер. По -здравият материал ще се сплеска по -дълго, което ще даде време на ледената вода да напълни контейнера.
- Опитайте да оставите буркана леко да се охлади, преди да го потопите в ледена вода. Резултатът ще бъде повече въздух в кутията и по -малко деформация.
3 Обяснете теорията зад експеримента. Използвайте информацията в раздела Как работи, за да помогнете на учениците да разберат защо бурканът е смачкан. Попитайте ги дали обяснението съвпада с техните идеи, за които са измислили свои собствени експерименти.

Съвети

Потопете буркана във вода с клещи, не го изпускайте.

Предупреждения

Буркана и водата вътре в него ще бъдат горещи. Накарайте участниците в експеримента да застанат зад вас, тъй като консервата е потопена във водата, така че да не пострада от внезапното пръскане на гореща вода.
Деца над 12 години могат да проведат експеримента сами, но само под наблюдението на възрастни! Никога не позволявайте на повече от един човек да провежда експеримент едновременно, освен ако има и повече от един лидер.