Jūs varat sasmalcināt sodas kannu, izmantojot tikai siltuma avotu un ūdens trauku. Tas ir lielisks vizuāls dažu vienkāršu zinātnisku principu demonstrējums, tostarp gaisa spiediens un vakuuma jēdziens. Eksperimentu var veikt skolotāji kā paraugdemonstrējums vai nobrieduši studenti uzraudzībā.
Soļi
Daļa viens no 3: Soda kannas sasmalcināšana
- viens Ielejiet nedaudz ūdens tukšā soda kannā. Noskalojiet sodas kannu ar ūdeni un konservu dibenā atstājiet aptuveni 15–30 mililitrus (1,0–2,0 ASV ēdamk.) Ūdens. Ja jums nav mērkarotes, ielejiet tik daudz ūdens, lai nosegtu kannas dibenu.
- 2 Sagatavojiet ledus ūdens trauku. Piepildiet trauku ar aukstu ūdeni un ledu vai ūdeni, kas ir turēts aukstā ledusskapī. Bļoda, kas ir pietiekami dziļa, lai noturētu kannu, varētu atvieglot eksperimenta veikšanu, taču tas nav nepieciešams. Caurspīdīga bļoda ļaus vieglāk vērot skārda sasmalcināšanu.
- 3 Iegūstiet šļakatu necaurlaidīgas brilles un knaibles. Šajā eksperimentā jūs sildīsit šo sodas kannu, līdz tajā esošais ūdens vārīsies, pēc tam ātri to pārvietojot. Visiem tuvumā esošajiem cilvēkiem vajadzētu būt pret šļakatām drošām brillēm, ja pret viņu acīm tiek izsmidzināts karsts ūdens. Jums vajadzēs arī knaibles, lai satvertu karsto kannu, nededzinot sevi, pēc tam apgrieziet to otrādi ledus ūdens traukā. Vingriniet pacelt kannu ar knaiblēm, lai pārliecinātos, ka viņi var stingri pacelt kannu.
- Turpiniet tikai pieaugušo uzraudzībā.
- 4 Uzkarsē kannu uz plīts. Soda trauku novietojiet vertikāli uz plīts degļa, pēc tam ieslēdziet zemu siltuma iestatījumu. Ļaujiet ūdenim vārīties ārpus kannas, burbuļojot un izlaižot ūdens tvaikus apmēram trīsdesmit sekundes.
- Ja jūtat kaut ko dīvainu vai metāla smaržu, nekavējoties pārejiet uz nākamo sadaļu. Iespējams, ka ūdens ir izvārījies vai arī karstums var būt bijis pārāk liels, kā rezultātā uz kārbas tinte vai alumīnijs izkūst.
- Ja jūsu plīts deglis nespēj atbalstīt sodas kannu, izmantojiet sildvirsmu vai izmantojiet knaibles ar karstumizturīgiem rokturiem, lai sodas kannu turētu virs plīts.
- 5 Izmantojiet knaibles, lai karsto kannu apgrieztu otrādi aukstā ūdenī. Turiet knaibles ar plaukstu uz augšu. Izmantojiet knaibles, lai paņemtu kannu, pēc tam ātri pagrieziet to virs aukstā ūdens vannas, iegremdējot kannu ūdens traukā.
- Esiet gatavs skaļam troksnim, jo bundža tiek ātri sasmalcināta! Skaņas dēļ izvairieties no eksperimenta veikšanas ar bērniem, kas jaunāki par bērnudārza vecumu.
Daļa 2 no 3: Kā tas strādā
- viens Uzziniet par gaisa spiedienu. Apkārt esošais gaiss nospiež tevi un visus citus priekšmetus ar spiedienu pat 101 kPa (14,7 mārciņas par kvadrātcollu), atrodoties jūras līmenī. Parasti tas būtu pietiekami, lai sasmalcinātu kārbu pati vai pat persona! Tas nenotiek tāpēc, ka sodas skārda iekšpusē esošais gaiss (vai materiāls jūsu ķermeņa iekšienē) ar vienādu spiedienu virzās uz āru, un tāpēc, ka gaisa spiediens “atceļ sevi”, spiežot uz mums no visiem virzieniem vienādi.
- 2 Izdomājiet, kas notiek, sildot ūdens kannu. Kad ūdens kannā vārās, jūs varat redzēt, kā ūdens sāk izplūst kā mazas pilītes gaisā vai tvaiki. Daļa gaisa kannā tiek izstumta, kad tas notiek, lai atbrīvotu vietu paplašinātajam ūdens pilienu mākonim.
- Neskatoties uz kannu, kas zaudē daļu gaisa tajā, tas vēl netiek sasmalcināts, jo ūdens tvaiki, kas ieņēma gaisa vietu, tā vietā stumj no iekšpuses.
- Kopumā, jo vairāk silda šķidrumu vai gāzi, jo vairāk tas izplešas. Ja tas ir noslēgts konteiners, tāpēc tas vairs nevar paplašināties, tas rada lielāku spiedienu. Tas ir pazīstams kā Gay-Lussac likums.
- 3 Saprotiet, kā skārds tiek sasmalcināts. Kad kannu ledus ūdenī apgriež otrādi, situācija mainās divējādi. Pirmkārt, bundža vairs nav atvērta gaisam, jo ūdens bloķē atveri. Otrkārt, ūdens tvaiki kannas iekšienē atkal ātri atdziest. Ūdens tvaiki atkal samazinās līdz sākotnējam tilpumam, niecīgajam ūdens daudzumam kannas apakšā. Pēkšņi lielākajā daļā kannas iekšienē esošajā telpā vispār nav nekā - pat gaisa! Gaiss, kas visu laiku spiedis no skārda ārpuses, pēkšņi nav no otras puses, kas tam pretotos, tāpēc tas sasmalcina kannu uz iekšu.
- Vietu, kurā nav nekā, sauc par a vakuums .
- 4 Cieši vērojiet kannu, lai atklātu vēl vienu eksperimenta efektu. Vakuuma vai tukšas vietas parādīšanās bundžas iekšpusē rada vēl vienu efektu, izņemot to, ka tas var sasmalcināt. Uzmanīgi vērojiet kannu, kad nolaižat to ūdenī, un atkal, kad to paceļat ārā. Jūs varētu pamanīt, ka neliels ūdens daudzums iesūcas bundžā, pēc tam atkal izplūst. Tas ir tāpēc, ka ūdens spiediens stumjas pret kannas atvērumu, bet tikai tik stipri, lai nedaudz piepildītu kārbu, pirms alumīnijs tiek sasmalcināts. Reklāma
Daļa 3 no 3: Palīdzība studentiem mācīties no eksperimenta
- viens Pajautājiet studentiem, kāpēc bundža tika sasmalcināta. Skatiet, vai skolēniem nav ideju par to, kas notika ar skārdeni. Neapstipriniet un nenoliedziet nevienu no atbildēm šajā posmā. Atzīstiet katru ideju un palūdziet studentiem izskaidrot viņu domāšanas procesu.
- 2 Palīdziet studentiem izdomāt eksperimenta variācijas. Palūdziet studentiem nākt klajā ar jauniem eksperimentiem, lai pārbaudītu savas idejas, un pajautājiet viņiem, kas, viņuprāt, notiks pirms jaunā eksperimenta veikšanas. Ja viņiem ir grūtības nākt klajā ar jaunu eksperimentu, palīdziet viņiem. Šeit var būt noderīgi daži varianti:
- Ja students domā, ka ūdens (nevis ūdens tvaiki) bundžas iekšpusē bija atbildīgs par tā sasmalcināšanu, lieciet studentiem piepildīt veselu kannu ar ūdeni un pārliecināties, vai tā nav sasmalcināta.
- Izmēģiniet to pašu eksperimentu ar stingrāku konteineru. Smagāka materiāla sasmalcināšana prasa ilgāku laiku, kas ledus ūdenim dos vairāk laika tā piepildīšanai.
- Pirms ievietojat to ledus vannā, mēģiniet neilgu laiku atdzist. Tā rezultātā kannā būs vairāk gaisa un tādējādi mazāk sasmalcinās.
- 3 Paskaidrojiet eksperimenta teoriju. Izmantojiet sadaļā Kā tas darbojas, lai mācītu studentiem, kāpēc bundža tika sasmalcināta. Pajautājiet viņiem, vai tas atbilst tam, ko viņi izdomāja savos eksperimentos. Reklāma
Sabiedrības jautājumi un atbildes
Meklēt Pievienot jaunu jautājumu- Jautājums Kāds ir šī eksperimenta mērķis?Meredita Junkera, PhD
Zinātniskā pētniece Meredita Junkera ir doktora grāda kandidāte bioķīmijā un molekulārajā bioloģijā Luiziānas štata universitātes Veselības zinātņu centrā. Viņas pētījumi ir vērsti uz olbaltumvielām un neirodeģeneratīvām slimībām.Meredita Junkera, PhDZinātnisko pētnieku ekspertu atbilde Šī eksperimenta mērķis ir parādīt fāžu izmaiņas (no ūdens līdz tvaikam) un nelīdzsvarota spiediena (tvaika kondensācija, izraisot vakuumu kannas iekšpusē = nelīdzsvarots spiediens) ietekmi. - Jautājums Vai mēs varam sildīt kannu uz degļa?Meredita Junkera, PhD
Zinātniskā pētniece Meredita Junkera ir doktora grāda kandidāte bioķīmijā un molekulārajā bioloģijā Luiziānas štata universitātes Veselības zinātņu centrā. Viņas pētījumi ir vērsti uz olbaltumvielām un neirodeģeneratīvām slimībām.Meredita Junkera, PhDZinātniskā pētnieka eksperta atbilde Jā. Vienkārši uzmanieties, lai to turētu zemākā temperatūrā, lai jūs neizkausētu kannu! - Jautājums: Vai es varu ievietot to saulē, nevis sildīt kannu uz plīts? Nē. Tas nebūs pietiekami karsts. Tam vajadzētu būt daudz karstākam, tāpēc tas ir pietiekami karsts, lai izveidotu ūdens tvaikus.
- Jautājums Vai es varu iegūt tādu pašu rezultātu, ja bļodā ir silts ūdens un bundžā auksts ūdens? Nē, jo bundžai jāspēj radīt ūdens tvaikus, lai tas tiešām darbotos.
- Jautājums, kāpēc, jūsuprāt, ūdens daudzums, kas ievietots kannā, ietekmē daudzumu, kuru bundža sasmalcinās? Iemesls, kāpēc tas notiek, ir jūsu radīto ūdens tvaiku daudzuma dēļ. Ar vairāk ūdens jums ir lielāks spiediens, tāpēc uz skārda būs lielāks spēks.
- Jautājums Vai jūs varat iegūt tādu pašu rezultātu, ievietojot tukšu plastmasas pudeli saldētavā un pēc tam palaižot to zem karsta ūdens? Pudele paplašināsies līdz ar gaisu tajā, tāpēc tā nesprādzīs kā balons.
- Jautājums Kāpēc pēc skārda sasmalcināšanas no kārbas izdalījās ūdens pēc tam, kad to izvilka no ūdens? Dūmojošais ūdens tika iespiests aukstajā ūdenī, un aukstais ūdens iesūcās kannā.
- Jautājums Vai es to varu izdarīt ar ūdens pudeli? Jā. Tas darbojas ar ūdens pudeli.
- Kurš mainīgais mainās? Atbilde
Reklāma
Video . Izmantojot šo pakalpojumu, daļa informācijas var tikt kopīgota ar YouTube.
Padomi
- Nolaidiet kannu ūdenī ar knaiblēm, nevis nometiet to.
Reklāma
Brīdinājumi
- Vecāki bērni (vecumā no 12 gadiem), iespējams, paši var nodarboties ar šo darbību, bet tikai pieaugušo uzraudzībā! Nekad neļaujiet demonstrāciju vienlaikus darīt vairāk nekā vienai personai, ja vien tajā nav vairāk nekā viens vadītājs.
- Bundža un ūdens iekšpusē būs karsti. Lieciet dalībniekiem stāvēt atpakaļ, kad bundža ir iemesta ūdenī, lai izvairītos no ievainojumiem no karstā ūdens izsmidzināšanas.
Jums nepieciešamās lietas
- Tukšas alumīnija soda kannas
- Pietiekami lielas adatas, lai ērti varētu rīkoties ar karstajām kannām
- Krāsns, sildvirsma vai Bunsen deglis
- Bļoda ar aukstu ūdeni
