Gyűrje össze a kannát légnyomás mellett

Tartalom

Lépni
1/3 rész: Egy doboz összetörése
3. rész 2: Hogyan működik
3/3 rész: A tanulók segítése a kísérletből való tanulásban
Tippek
Figyelmeztetések
Szükségletek

A szódás kannát csak hőforrással és egy tál vízzel tömörítheti. Ez számos fizikai elv nagyszerű bemutatása, beleértve a légnyomást és a vákuum fogalmát. A kísérletet egy tanár végezheti demonstrációként, vagy a hallgatók felügyelete alatt.

Lépni

1/3 rész: Egy doboz összetörése

Tegyen egy kis vizet egy üres szódabikarbónába. Öblítse le a kannát kevés vízzel, majd adjon hozzá kb. 15–30 ml (1-2 evőkanál) vizet a dobozhoz. Ha nincs gombóc, csak annyi vizet tegyen a kannába, hogy ellepje az alját.
Készítsen elő egy tál jeges vizet. Töltsön meg egy tálat hideg vízzel és jéggel, vagy a hűtőszekrényben lehűtött vízzel. Ehhez használjon elég mély tálat a kísérlet elvégzéséhez, de erre nincs szükség. A tiszta tál megkönnyíti a doboz összenyomását.
Helyezzen biztonsági szemüveget, és használjon fogót. Ebben a kísérletben addig melegít egy kannát, amíg a kannában lévő víz fel nem forr, majd víz alá meríti a kannát. A közelben mindenkinek viseljen védőszemüveget arra az esetre, ha forró víz fröccsenne rá. Fogókra is szükség van, hogy a konzervdobozot fel tudja venni, anélkül, hogy megégetné magát, és elmerül a vízben. Győződjön meg arról, hogy néhányszor felveszi a kannát, hogy biztosan megfogja.
- Csak felnőtt felügyelete mellett járjon el.
Melegítsük fel a kannát a tűzhelyen. Helyezze a kannát függőlegesen egy kis égőre, és fordítsa alacsonyra a hőt. Forraljuk fel a vizet, és hagyjuk forralni körülbelül 30 másodpercig.
- Ha valami furcsa vagy fémes szagot érez, ugorjon közvetlenül a következő részre. Lehet, hogy a víz szárazra forrt, vagy túl magasra állította a hőt, ami megolvasztotta a tintát vagy a dobozban lévő alumíniumot.
- Ha a kályhájának nincs alapja egy konzervdobozhoz, használjon főzőlapot, vagy használjon hőálló fogantyúval ellátott fogókat, amelyek a kannát a tűz fölött tartják.
A fogóval fordítsa meg a kannát a hideg vízben. Tartsa tenyerével felfelé a fogót. A fogók segítségével vegye fel a kannát, majd gyorsan fordítsa meg a hideg víz felett, majd merítse a kannát a tálba.
- Ne ijedjen meg, mert a doboz összenyomása nagy zajt okozhat!

3. rész 2: Hogyan működik

Levegő nyomás. A körülötted lévő levegő minden oldalról a testednek nyomja, tengerszint feletti 101 kPa nyomással. Ez önmagában elég ahhoz, hogy kinyomjon egy kannát, vagy akár te és én! Ez nem azért történik meg, mert a kannában lévő levegő (vagy a testben lévő anyag) azonos nyomással kiszorul, és mivel a légnyomás önmagát megsemmisíti, mert egy tárgyra minden szögből ugyanolyan nyomással hat. .
Mi történik, ha a kannát vízzel melegítjük. Amikor felforr a víz a kannában, láthatja, hogy a gőz elkezd képződni. Ez kiszorítja a kannában lévő levegő egy részét, hogy helyet biztosítson az egyre növekvő vízcseppfelhőnek.
- Bár a kannában most kevesebb a levegő a belsejében, még nem lesz összenyomva, mert a vízgőz átvette a levegő helyét.
- Általában minél több folyadékot vagy gázt melegítenek, annál jobban kitágul. Ha zárt tartályról van szó, a nyomás tovább növekszik, mert a levegő nem tud távozni.
Miért tömörítik a kannát? Ha a kannát felforgatják, a helyzet kétféleképpen változik. Először: a kannába már nem folyhat több levegő, mert a bejáratot víz elzárja. Másodszor, a kannában lévő vízgőz gyorsan lehűl, ezért kevesebb helyet foglal el, és végül visszatér a kezdeti állapotba, az a kevés víz, amelyet először a kannába tettünk. Hirtelen a kannában lévő tér nagy részét már nem a levegő foglalja el, hanem vákuum lett! Az a levegő, amely kívülről nyomja a kannát, már nem kompenzálódik, emiatt a kann meghibásodik.
- A helyiséget, ahol nincs levegő, egynek nevezzük vákuum.
Nézze meg alaposan a konzervdobozt, hogy lássa a kísérlet másik hatását. A kannában lévő vákuum megakadályozása a konzerv összenyomásán kívül más hatással is jár. Vigyázzon a kannára, amikor víz alá kerül. Látni fogja, hogy kis mennyiségű vizet szívnak a kannába, majd visszacsöpög. Ez azért van, mert a víz a nyíláshoz nyomja, de éppen elég kemény ahhoz, hogy kissé megtöltse a kannát, mielőtt az alumínium összenyomódik.

3/3 rész: A tanulók segítése a kísérletből való tanulásban

Kérdezd meg a tanulókat, miért tömörítik a kannát. Nézze meg, van-e elképzelése a diákoknak arról, mi történt a kannával. Ezen a ponton ne erősítsen vagy cáfoljon egyetlen ötletet sem. Ne tegyen félre semmilyen ötletet, és hagyja, hogy a hallgatók elmagyarázzák, hogyan gondoltak rá.
Segítsen a diákoknak, hogy találjanak variációkat a kísérletről. Új kísérletek saját ötleteik kipróbálására, és arra kérik őket, hogy még a kezdés előtt jelezzék előre, mi fog történni. Ha nehezen találnak ki valamit, íme néhány lehetséges változat:
- Ha egy hallgató úgy gondolja, hogy a kannát a víz, nem pedig a vákuum nyomja össze, kérje meg, hogy töltse meg teljesen a kannát vízzel, és nézze meg, hogy összenyomódott-e.
- Próbálja ki ugyanazt a kísérletet egy masszívabb tartállyal. Ha az anyag nehezebb, hosszabb ideig kell összenyomódni, ami több jeges víz bejutását okozza a tartályban.
- Próbálja meg lehűlni a kannát, mielőtt beteszi a jeges vízbe. Ez több levegőt eredményez a kannában, ami csökkenti a tömörítést.
Magyarázza el a kísérlet mögött álló elméletet. A Hogyan működik szakaszban található információk segítségével elmagyarázhatja a hallgatóknak, miért tömörítik a kannát. Kérdezd meg, hogy a kísérlet eredménye megegyezik-e saját érvelésükkel.

Tippek

Ne dobja a kannát a vízbe, hanem a fogóval használja a víz alá merítéséhez.

Figyelmeztetések

A kannában és a benne lévő víz nagyon forró lesz. Amint a kannát a hideg vízbe helyezi, engedje, hogy a nézők elhatárolódjanak, hogy ne sértsenek meg valakit a forró víz fröccsenése miatt.
Az idősebb gyermekek (12 év felettiek) maguk is elvégezhetik ezt a kísérletet, de csak akkor, ha egy felnőtt felügyelete mellett áll! Egyszerre legfeljebb 1 személy vehet részt ebben a kísérletben, kivéve, ha több felnőtt segít.