Zawartość

• Do kroku
• Część 1 z 3: Zgniatanie puszki
• Część 2 z 3: Jak to działa
• Część 3 z 3: Pomaganie uczniom uczyć się na podstawie eksperymentu
• Porady
• Ostrzeżenia
• Potrzeby

Możesz skompresować puszkę po napoju, używając tylko źródła ciepła i miski z wodą. To świetna demonstracja wielu zasad fizycznych, w tym ciśnienia powietrza i koncepcji próżni. Eksperyment może być wykonany przez nauczyciela jako pokaz lub pod nadzorem uczniów.

Do kroku

Część 1 z 3: Zgniatanie puszki

1. Wlej trochę wody do pustej puszki po napojach. Wypłucz puszkę niewielką ilością wody, a następnie dodaj około 15–30 ml (1–2 łyżki stołowe) wody do puszki. Jeśli nie masz miarki, po prostu wlej tyle wody do puszki, aby zakryć dno.
2. Przygotuj miskę wody z lodem. Napełnij miskę zimną wodą i lodem lub wodą schłodzoną w lodówce. Aby to zrobić, użyj miski, która jest wystarczająco głęboka, aby przeprowadzić eksperyment, ale nie jest to konieczne. Przezroczysta miska ułatwia zobaczenie ściśniętej puszki.
3. Załóż okulary ochronne i użyj szczypiec. W tym eksperymencie podgrzewasz puszkę, aż woda w puszce się zagotuje, a następnie zanurz ją pod wodą. Wszystkie osoby znajdujące się w pobliżu powinny nosić okulary ochronne na wypadek pryskania gorącej wody. Potrzebne są również szczypce, aby podnieść puszkę bez poparzenia i zanurzyć ją w wodzie. Poćwicz podnoszenie puszki kilka razy, aby upewnić się, że mocno ją chwycisz.
   • Postępuj tylko pod nadzorem osoby dorosłej.
4. Podgrzej puszkę na piecu. Umieść puszkę pionowo na małym palniku i zmniejsz ogień. Doprowadź wodę do wrzenia i pozwól jej gotować się przez około 30 sekund.
   • Jeśli poczujesz coś dziwnego lub metalicznego, przejdź od razu do następnej części. Woda mogła wygotować się do sucha lub ustawiłeś zbyt wysoką temperaturę, co spowodowało stopienie tuszu lub aluminium w puszce.
   • Jeśli Twój piec nie ma podstawy na puszkę, użyj płyty grzejnej lub użyj szczypiec z żaroodpornym uchwytem, ​​aby przytrzymać puszkę nad ogniem.
5. Za pomocą szczypiec obróć puszkę w zimnej wodzie. Trzymaj szczypce dłońmi skierowanymi do góry. Za pomocą szczypiec podnieś puszkę, a następnie szybko obróć ją nad zimną wodą, a następnie zanurz puszkę w misce.
   • Nie przejmuj się, ponieważ kompresja puszki może narobić dużo hałasu!

Część 2 z 3: Jak to działa

1. Ciśnienie powietrza. Powietrze wokół ciebie naciska na twoje ciało ze wszystkich stron, pod ciśnieniem 101 kPa na poziomie morza. Samo to wystarczy, aby ścisnąć puszkę, a nawet ty i ja! Nie dzieje się tak, ponieważ powietrze w puszce (lub materiał w twoim ciele) wypycha z tym samym ciśnieniem, a ponieważ ciśnienie powietrza znosi się, ponieważ działa na przedmiot ze wszystkich stron z tym samym ciśnieniem .
2. Co się stanie, gdy podgrzejesz puszkę wodą. Kiedy woda w puszce się zagotuje, widać, że zaczyna się tworzyć para. Spowoduje to wypchnięcie części powietrza z puszki, aby zrobić miejsce dla rosnącej chmury kropelek wody.
   • Chociaż puszka ma teraz mniej powietrza w środku, nie zostanie jeszcze ściśnięta, ponieważ para wodna zajęła miejsce powietrza.
   • Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej ciecz lub gaz jest podgrzewany, tym bardziej się rozszerza. Jeśli jest to zamknięty pojemnik, ciśnienie będzie nadal rosło, ponieważ powietrze nie może się wydostać.
3. Dlaczego puszka jest skompresowana. Jeśli puszka zostanie odwrócona do góry nogami, sytuacja zmienia się na dwa sposoby. Po pierwsze, do puszki nie może już wpływać powietrze, ponieważ wejście jest zablokowane przez wodę. Po drugie, para wodna w puszce szybko się ochłodzi, przez co zajmie mniej miejsca i ostatecznie powróci do stanu początkowego, czyli niewielkiej ilości wody, którą włożyliśmy jako pierwszą. Nagle większość miejsca w puszce nie jest już zajęta przez powietrze, ale stała się próżnią! Powietrze, które naciska na puszkę z zewnątrz, nie jest już kompensowane, co powoduje jej awarię.
   • Pokój, w którym nie ma powietrza, nazywa się jednym odkurzać.
4. Przyjrzyj się puszce, aby zobaczyć kolejny efekt eksperymentu. Zapobieganie powstawaniu próżni w puszce ma inny efekt, poza ściskaniem puszki. Zwróć szczególną uwagę na puszkę umieszczoną pod wodą. Zobaczysz, jak niewielka ilość wody jest zassana do puszki, a następnie kapie z powrotem. Dzieje się tak, ponieważ woda naciska na otwór, ale wystarczająco mocno, aby napełnić puszkę nieco przed ściśnięciem aluminium.

Część 3 z 3: Pomaganie uczniom uczyć się na podstawie eksperymentu

1. Zapytaj uczniów, dlaczego puszka jest kompresowana. Sprawdź, czy uczniowie mają pojęcie o tym, co stało się z puszką. Na tym etapie nie potwierdzaj ani nie odrzucaj żadnego z pomysłów. Nie odkładaj na bok żadnego pomysłu i pozwól uczniom wyjaśnić, jak o tym myśleli.
2. Pomóż uczniom wymyślić różne warianty eksperymentu. Nowe eksperymenty, aby wypróbować własne pomysły i poprosić ich o przewidzenie, co się stanie, zanim zaczną. Jeśli mają trudności z wymyśleniem czegoś, oto kilka możliwych wariantów do zasugerowania:
   • Jeśli uczeń uważa, że ​​puszka jest ściskana przez wodę, a nie przez próżnię, poproś go o całkowite napełnienie puszki wodą i sprawdzenie, czy jest ściśnięta.
   • Spróbuj tego samego eksperymentu z mocniejszym pojemnikiem. Jeśli materiał jest cięższy, kompresja zajmie więcej czasu, przez co do pojemnika dostanie się więcej lodowatej wody.
   • Postaraj się ostudzić puszkę przed umieszczeniem jej w lodowatej wodzie. Spowoduje to zwiększenie ilości powietrza w puszce, co zmniejszy kompresję.
3. Wyjaśnij teorię eksperymentu. Skorzystaj z informacji w sekcji Jak to działa, aby wyjaśnić uczniom, dlaczego puszka jest skompresowana. Zapytaj, czy wynik eksperymentu zgadza się z ich własnym rozumowaniem.

Porady

• Nie wrzucaj puszki do wody, ale zanurz ją szczypcami.

Ostrzeżenia

• Puszka i woda w niej będą bardzo gorące. Gdy tylko umieścisz puszkę w zimnej wodzie, pozwól widzom na odsunięcie się, aby uniknąć zranienia kogoś przez rozpryski gorącej wody.
• Starsze dzieci (12+) mogą samodzielnie przeprowadzić ten eksperyment, ale tylko wtedy, gdy nadzoruje je osoba dorosła! W tym eksperymencie nie powinna być zaangażowana więcej niż 1 osoba naraz, chyba że jest do pomocy kilku dorosłych.

Potrzeby

• Puste puszki po napojach
• Szczypce wystarczająco długie, aby dobrze trzymać gorące puszki z daleka
• Płyta, płyta grzejna lub palnik Bunsena
• Chodź z lodowatą wodą