Cum de a zdrobi o cana folosind presiunea aerului

Puteți comprima o cutie de sifon numai cu o sursă de căldură și un castron de apă. Aceasta este o demonstrație vizuală magnifică a unor principii științifice simple, de exemplu, a presiunii aerului și a conceptului de vid. Experimentul poate fi realizat de profesori ca o demonstrație sau de studenți mai în vârstă sub supraveghere.

conținut

Pași
Partea 1comprimați o cutie de sifon
Partea 2cum funcționează
Partea 3ajutați elevii să învețe printr-un experiment
Sfaturi
Avertismente
Lucruri de care ai nevoie

pași

Partea 1
Comprimați o cutie de sifon

Imaginea intitulată Împroșați o cutie cu presiunea aerului Pasul 1

Puneți puțină apă într-o cutie de sifon gol. Clătiți cutia cu apă și lăsați în fund aproape 15 ml până la 30 ml (1 până la 2 linguri) de apă. Dacă nu aveți o lingură de măsurare, turnați doar suficientă apă pentru a acoperi partea inferioară a cutiei.

Imagine cu titlul Împroșați o cutie cu presiunea aerului Pasul 2

Pregătiți un castron de apă cu gheață. Umpleți un castron cu gheață și apă rece sau apă pe care le-ați depozitat într-un frigider rece. Dacă utilizați un castron suficient de adânc pentru a ține recipientul, puteți face experimentul mai ușor de efectuat, dar nu este necesar. Un castron transparent va face mai ușor să vedeți cum este comprimat recipientul.

Imagine cu denumirea Împroșați o cutie cu presiunea aerului Pasul 3

Obțineți ochelari și pensete rezistente la stropire. În acest experiment va trebui să încălziți cana de sifon până când apa din interior se fierbe, atunci va trebui să o mutați rapid. Toți cei care sunt în apropiere trebuie să utilizeze ochelari de protecție împotriva pătrunderii în cazul în care apa caldă se stropeste în ochi. Veți avea nevoie, de asemenea, de o pereche de pensete pentru a ține recipientul fierbinte fără a fi ars. Apoi puneți-l cu fața în jos în bolul de apă cu gheață. Practicați cum să ridicați cutia cu cleștii, pentru a vă asigura că o puteți ridica ferm.

Urmați numai cu supravegherea unui adult.

Imagine cu denumirea Crush Can a cu presiunea aerului Pasul 4

Așezați cutia pe sobă. Așezați recipientul vertical pe partea superioară a unui arzător și apoi setați setarea de încălzire la temperatură scăzută. Lăsați apa în cutie să fiarbă, lăsând bulele și vaporii de apă să iasă pentru 30 de secunde.

Dacă miroși ceva ciudat sau metal, mergi imediat la următoarea parte. Apa s-ar putea să se fi evaporat sau căldura ar fi putut fi foarte ridicată, făcând ca tinsul sau aluminiule cutiei să se topească.

Dacă arzătorul de aragaz nu poate rezista la vasul de sifon, utilizați o placă sau clești fierbinți cu mânere rezistente la căldură pentru ao menține pe sobă.

Imaginea intitulată Stropiți o cutie cu presiunea aerului Pasul 5

Utilizați clemele pentru a transforma recipientul fierbinte în apă rece. Țineți clemele cu palma în sus. Utilizați pensetele pentru a ridica recipientul, apoi răsuciți-l repede peste baia de apă rece, scufundând recipientul în recipient cu apă.

Pregătește-te pentru un zgomot puternic atunci când recipientul este comprimat rapid!

Partea 2
Cum funcționează

Imagine cu denumirea Crush Can a cu presiunea aerului Pasul 6

Aflați despre presiunea aerului. Aerul care vă înconjoară este presat împotriva dvs. și împotriva tuturor celorlalte obiecte, cu o presiune de până la 101 kPa (94,84 cm2) atunci când vă aflați la nivelul mării. Acest lucru ar trebui în mod normal să fie suficient pentru ca un comprimat să poată fi comprimat sau chiar o persoană. Acest lucru nu se întâmplă deoarece aerul din cutia de sifon (sau materialul din interiorul corpului) expulzează cu aceeași presiune și deoarece presiunea aerului se "anulează", împingându-ne din toate direcțiile deopotrivă.

Imagine cu denumirea Crush Can a cu presiunea aerului Pasul 7

Aflați ce se întâmplă când încălziți cutia de apă. Când apa din cutie se fierbe, puteți vedea că apa începe să scape ca picături mici în aer sau abur. Un pic de aer poate fi împins atunci când se întâmplă acest lucru pentru a face loc norului în creștere de picături de apă.

Chiar dacă poate pierde aerul care este în interior, tot nu îl veți putea comprima, deoarece vaporii de apă care au luat locul aerului vor împinge din interior.

În general, cu cât este mai lichid sau cu gaz, cu atât mai mult se va extinde. Dacă este un recipient închis, acesta nu poate continua să se extindă și va exercita mai multă presiune.

Imaginea intitulată Împroșați o cutie cu presiunea aerului Pasul 8

Înțelegeți cum poate fi comprimată o cutie. Când rotiți cutia în apa de gheață, situația se schimbă în două moduri. În primul rând, recipientul nu va mai fi deschis la aer deoarece apa va bloca deschiderea. În al doilea rând, vaporii de apă din interiorul recipientului se vor răci repede. Vaporii de apă se vor reduce din nou la volumul original, cantitatea mică de apă din partea inferioară a cutiei. Dintr-o data, cea mai mare parte a spatiului din recipient nu va avea nimic, nici aer. Aerul care a fost presat de pe partea exterioară a recipientului tot timpul, nu va avea brusc nimic pe cealaltă parte care să reziste, astfel că recipientul va fi comprimat spre interior.

Spațiul care nu are nimic este numit vacuum.

Imagine cu denumirea Împroșați o cutie cu presiunea aerului Pasul 9

Priviți cu atenție canul pentru a descoperi un efect mai mult al experimentului. Aspectul vidului sau al spațiului în care nu există nimic în interiorul recipientului are un alt efect, în afară de faptul că poate cauza compresia. Uită-te la poate cu grijă când intri în apă și din nou în timp ce-l ridica. De asemenea, puteți observa că o cantitate mică va fi aspirată în cutie și apoi va picura din nou. Acest lucru se datorează faptului că presiunea apei va fi apăsată împotriva deschiderii recipientului, totuși, va fi suficient să umpleți cutia puțin înainte ca aluminiu să fie comprimat.

Partea 3
Ajutați elevii să învețe printr-un experiment

Imagine cu titlul Crush Can a cu presiunea aerului Pasul 10

Cereți studenților motivul pentru care recipientul a fost comprimat. Vezi dacă elevii au idei despre ce sa întâmplat cu cutia. Nu afirmați sau respingeți niciunul din răspunsurile din această parte. Acceptați toate ideile și rugați elevii să explice ce gândesc ei.

Imaginea intitulată Împroșați o cutie cu presiunea aerului Pasul 11

Ajutați elevii să creeze variații ale experimentului. Cereți elevilor să creeze noi experimente pentru a-și testa ideile și să le întrebe ce crede că se vor întâmpla înainte de a face noul experiment. Dacă întâmpinați probleme la crearea unui nou experiment, ajutați-i. Aici prezentăm câteva variații care pot fi utile:

Dacă un student crede că apa (nu vaporii de apă) din interiorul recipientului a fost responsabilă pentru comprimarea sa, elevii trebuie să umple o cutie întregă cu apă și să o fixeze dacă este comprimată.

Încercați același experiment cu un container robust. Materialul mai dur ar trebui să ia mai mult timp pentru a comprima, ceea ce va da mai mult timp la gheața de apă pentru ao umple.

Încercați să lăsați produsul să se răcească pentru o perioadă scurtă de timp înainte de ao pune în baia de gheață. Acest lucru va duce la mai mult aer în cană și, prin urmare, mai puțină compresie.

Imagine cu titlul Stropiți o cutie cu presiunea aerului Pasul 12

Explicați teoria din spatele experimentului. Utilizați informațiile din secțiune "Cum funcționează" astfel încât să puteți preda studenților motivul pentru care recipientul a fost comprimat. Întrebați-i dacă se potrivește cu ceea ce sa întâmplat în experimente.

sfaturi

Puneți cutia în apă cu penseta în loc să o aruncați.

avertismente

Cană și apă din interior vor fi fierbinți. Personalizați-i pe cei implicați în experiment când întoarceți cutia în apă, astfel încât să nu se rănească prin stropirea apei calde.
Copiii în vârstă (cu vârsta de peste 12 ani) pot desfășura activitatea singură, dar "numai" sub supravegherea unui adult. Nu permiteți niciodată mai multor persoane să demonstreze în același timp, cu excepția cazului în care sunt prezenți mai mulți supraveghetori.