Вы можете раздавить банку с газировкой, используя только источник тепла и миску с водой. Это наглядная демонстрация некоторых простых научных принципов, включая давление воды и концепцию вакуума. Эти эксперименты могут проводиться преподавателем в качестве демонстрации или старшеклассниками под присмотром.
Шаг
Часть 1 из 3: дробление банок с содовой
Шаг 1. Налейте немного воды в пустую банку из-под газировки
Промойте банку с содовой водой и оставьте в банке примерно 15-30 мл (1-2 столовые ложки) воды. Если у вас нет столовой ложки, просто налейте столько воды, чтобы покрыть дно банки.
Шаг 2. Приготовьте таз с ледяной водой
Наполните миску холодной водой со льдом или водой, которая была охлаждена в холодильнике. Достаточно глубокая чаша, в которую можно погрузить банку, облегчит эксперимент, но не обязательно. В чистой миске вам будет легче увидеть крошку банки.
Шаг 3. Возьмите брызгозащитные очки и зажимы
В этом эксперименте вы нагреете банку с газировкой, пока вода в ней не закипит, а затем быстро перенесете ее. Все, кто находился поблизости, должны были носить брызгозащитные очки на случай, если горячая вода попадет им в глаза. Вам также понадобятся щипцы, чтобы поднять горячую банку, не обжечься, а затем перевернуть ее в миску с ледяной водой. Потренируйтесь поднимать банки щипцами, чтобы быть уверенным, что вы сможете брать их надежно.
Продолжайте только под присмотром взрослых
Шаг 4. Нагрейте банку на плите
Поставьте банку с газировкой прямо на плиту, затем уменьшите огонь. Дайте воде закипеть снаружи банки и выпустите пар примерно на 30 минут.
- Если вы чувствуете запах чего-то странного или металлического, немедленно переходите к следующему разделу. Вода может кипеть, или температура слишком высока, из-за чего краска или алюминий в банке плавятся.
- Если ваша плита не может нагреть банку с газировкой, используйте плиту или щипцы с термостойкими ручками, чтобы держать банку с содой на плите.
Шаг 5. Щипцами переверните банку с горячей водой в холодной воде
Держите зажим ладонью вверх. Возьмите банку щипцами, затем быстро переверните ее в холодной воде и окуните банку в таз с водой.
Приготовьтесь к громкому взрыву - банка быстро разлетится
Часть 2 из 3: как это работает
Шаг 1. Узнайте о давлении воздуха
Воздух вокруг вас сжимает вас и все остальное с давлением 101 кПа (14,7 фунта на квадратный дюйм), когда вы находитесь на уровне моря. Этого давления обычно бывает достаточно, чтобы разбить банку или даже человека! Этого не происходит, потому что воздух в банке с газировкой (или любое другое вещество в вашем теле) выталкивается с одинаковым давлением и потому, что давление воздуха рассеивает его, одинаково давя на нас во всех направлениях.
Шаг 2. Узнайте, что происходит, если нагреть банку с водой
Когда вода в банке закипает, вы можете увидеть, как вода начинает выходить из банки в виде капель воды в воздухе или пара. Некоторая часть воздуха в банке выталкивается, когда она закипает, чтобы освободить место для расширяющихся капель воды.
- Несмотря на то, что банка потеряла воздух внутри, она еще не разбилась, поскольку влага, присутствующая в воздухе, выдавливалась изнутри.
- Как правило, чем больше вы нагреваете жидкость или газ, тем больше они расширяются. Если он находится в закрытом контейнере, поэтому он не расширяется, жидкость или газ сжимаются еще больше.
Шаг 3. Разберитесь в процессе измельчения банок
Когда банка опрокидывается в ледяной воде, ситуация меняется двояко. Во-первых, банка больше не контактирует с воздухом, потому что вода закрывает отверстие. Во-вторых, влага в банке может быстро остыть. Водяной пар снова сжимается до своего первоначального объема, становясь количеством воды на дне банки. Внезапно комната стала пустой - даже воздуха! Воздух, который давил снаружи банки, внезапно потерял давление изнутри, таким образом разрушив внутреннюю часть.
Пространство, в котором ничего нет, называется вакуум.
Шаг 4. Посмотрите внимательно на банку, чтобы увидеть другие эффекты этого эксперимента
Появление вакуума или пустого пространства в банке имеет еще один эффект, кроме разрушения банки. Внимательно наблюдайте за банкой, когда вы погружаете ее в воду, а затем поднимите ее. Вы можете заметить, что немного воды попадает в банку, а затем снова стекает. Это потому, что давление воды давит на отверстия в банке, но мало что может заполнить банку до того, как алюминий распадется.
Часть 3 из 3: Помогаем студентам учиться на экспериментах
Шаг 1. Спросите студентов, почему банка была раздавлена
Обратите внимание, есть ли у студентов какие-либо представления о том, что случилось с банкой. Не соглашайтесь с их ответами и не вините их на этом этапе. Примите каждую идею и попросите студентов объяснить свои мыслительные процессы.
Шаг 2. Помогите студентам подумать о вариантах эксперимента
Попросите студентов провести новые эксперименты, чтобы проверить свои идеи, и спросите их, что, по их мнению, произойдет, прежде чем они проведут новый эксперимент. Если они не могут придумать новый эксперимент, помогите им. Вот несколько вариантов, которые могут быть полезны:
- Если ученик думает, что вода (а не влага) в банке является причиной того, что банка разбивается, позвольте ему заполнить всю банку водой и посмотреть, не расколется ли банка.
- Проведите тот же эксперимент с более сильным контейнером. Более прочные материалы разлагаются дольше, что дает ледяной воде больше времени, чтобы заполнить банку.
- Постарайтесь немного охладить банку, прежде чем опустить ее в ледяную воду. Это приведет к тому, что в банке будет содержаться больше воздуха, и раздавливание будет менее серьезным.
Шаг 3. Объясните теорию этого эксперимента
Используйте информацию из раздела «Как это работает», чтобы объяснить учащимся, почему банки разбиваются. Спросите их, соответствует ли эта информация идее, которую они придумали во время эксперимента.
подсказки
Погрузите банку в воду с помощью щипцов и не роняйте ее
Предупреждение
- Банка и вода в ней будут горячими. Когда банку переворачивают в воде, попросите аудиторию отступить, чтобы не пораниться горячими брызгами.
- Дети постарше (от 12 лет) могут делать это в одиночку, но только под присмотром взрослых! Никогда не позволяйте демонстрировать более одного человека, если не присутствует более одного руководителя.
