Вы можете раздавить банку с газировкой, используя только источник тепла и миску с водой. Это отличная наглядная демонстрация некоторых простых научных принципов, включая давление воздуха и концепцию вакуума. Эксперимент может быть проведен учителями в качестве демонстрации или взрослыми учениками под наблюдением.
Шаги
Часть один из 3: Раздавливание банки с газировкой
- один Налейте немного воды в пустую банку из-под газировки. Промойте банку с содовой водой и оставьте примерно 15–30 миллилитров (1,0–2 столовые ложки США) воды на дне банки. Если у вас нет мерной ложки, налейте столько воды, чтобы покрыть дно банки.
- 2 Приготовьте таз с ледяной водой. Наполните миску холодной водой и льдом или водой, которая хранилась в холодном холодильнике. Достаточно глубокая миска, в которую поместится банка, может облегчить проведение эксперимента, но в этом нет необходимости. В прозрачной миске будет легче наблюдать за тем, как банку раздавят.
- 3 Купите брызгозащитные очки и щипцы. В этом эксперименте вы будете нагревать банку с газировкой, пока вода внутри нее не закипит, а затем быстро перемещать ее. Все, кто находится поблизости, должны быть в брызгозащитных очках на случай, если горячая вода попадет им в глаза. Вам также понадобится пара щипцов, чтобы схватить горячую банку и не обжечься, а затем перевернуть ее в таз с ледяной водой. Потренируйтесь подбирать банку щипцами, чтобы быть уверенным, что они смогут взять банку надежно.
- Продолжайте только под присмотром взрослых.
- 4 Нагрейте банку на плите. Поставьте банку из-под газировки вертикально на плиту, затем включите низкий уровень нагрева. Дайте воде закипеть за пределами банки, пузырясь и выпуская водяной пар в течение примерно тридцати секунд.
- Если вы чувствуете запах чего-то странного или металлического, сразу переходите к следующему разделу. Вода могла выкипеть, или нагрев был слишком сильным, из-за чего краска или алюминий на банке расплавились.
- Если горелка вашей плиты не поддерживает банку с газировкой, воспользуйтесь плиткой или щипцами с термостойкими ручками, чтобы держать банку с газировкой над плитой.
- 5 Используйте щипцы, чтобы перевернуть горячую банку в холодную воду. Держите щипцы ладонью вверх. Используйте щипцы, чтобы подобрать банку, затем быстро переверните ее над ванной с холодной водой, погрузив банку в таз с водой.
- Будьте готовы к громкому шуму, так как банка быстро раздавливается! Из-за звука не проводите эксперимент с детьми младше детсадовского возраста.
Часть 2 из 3: Как это устроено
- один Узнайте о давлении воздуха. Воздух вокруг вас давит на вас и на любой другой объект с давлением до 101 кПа (14,7 фунта на квадратный дюйм), когда вы находитесь на уровне моря. Обычно этого достаточно, чтобы раздавить банку или даже человека! Этого не происходит, потому что воздух внутри банки с газировкой (или материал внутри вашего тела) выталкивается наружу с равным давлением, а также потому, что давление воздуха `` компенсируется само собой '', одинаково толкая нас со всех сторон.
- 2 Выясните, что происходит, когда вы нагреваете банку с водой. Когда вода в банке закипает, вы можете увидеть, как вода начинает выходить в виде маленьких капелек в воздухе или пара. Когда это происходит, часть воздуха в баллончике выталкивается наружу, чтобы освободить место для расширяющегося облака капель воды.
- Несмотря на то, что банка теряет часть воздуха внутри, она еще не раздавлена, потому что водяной пар, который занял место воздуха, вместо этого выталкивается изнутри.
- Как правило, чем больше вы нагреваете жидкость или газ, тем больше они расширяются. Если это закрытый контейнер, поэтому он не может продолжать расширяться, он оказывает большее давление. Это известно как закон Гей-Люссака.
- 3 Узнайте, как раздавливается банка. Когда банка в ледяной воде переворачивается вверх дном, ситуация меняется двояко. Во-первых, банка больше не открыта для воздуха, так как вода закрывает отверстие. Во-вторых, водяной пар внутри банки снова быстро остывает. Водяной пар снова сжимается до своего первоначального объема - крошечного количества воды на дне банки. Внезапно в большей части пространства внутри банки вообще ничего не осталось - даже воздуха! Воздух, который давил снаружи банки все это время, внезапно не имеет ничего с другой стороны, чтобы противостоять ему, поэтому он раздавливает банку внутрь.
- Пространство, в котором ничего нет, называется вакуум .
- 4 Посмотрите внимательно на банку, чтобы обнаружить еще один эффект эксперимента. Появление вакуума или пустого пространства внутри банки имеет еще один эффект, помимо раздавливания банки. Внимательно наблюдайте за банкой, когда опускаете ее в воду, и снова, когда вынимаете ее. Вы можете заметить, что небольшое количество воды всасывается в банку, а затем снова вытекает. Это связано с тем, что давление воды оказывает давление на отверстие банки, но достаточно сильно, чтобы заполнить небольшую часть банки до того, как алюминий будет раздавлен. Реклама
Часть 3 из 3: Помогая студентам учиться на эксперименте
- один Спросите студентов, почему банка была раздавлена. Посмотрите, есть ли у студентов какие-нибудь идеи о том, что случилось с банкой. На данном этапе не подтверждайте и не отрицайте ни один из ответов. Подтвердите каждую идею и попросите студентов объяснить свой мыслительный процесс.
- 2 Помогите учащимся придумать варианты эксперимента. Попросите учащихся придумать новые эксперименты, чтобы проверить свои идеи, и спросите их, что, по их мнению, произойдет, прежде чем они проведут новый эксперимент. Если им трудно придумать новый эксперимент, помогите им. Вот несколько вариантов, которые могут быть полезны:
- Если учащийся считает, что вода (а не водяной пар) внутри банки была причиной ее раздавливания, попросите учащихся наполнить банку водой целиком и посмотреть, раздавлена ли она.
- Проделайте тот же эксперимент с более прочным контейнером. Для измельчения более тяжелого материала потребуется больше времени, что даст ледяной воде больше времени, чтобы заполнить его.
- Попробуйте дать банке немного остыть перед тем, как положить ее в ледяную ванну. Это приведет к тому, что в банке будет больше воздуха, и, следовательно, меньшее дробление.
- 3 Объясните теорию эксперимента. Используйте информацию из раздела «Как это работает», чтобы объяснить учащимся, почему банка была раздавлена. Спросите их, соответствует ли это тому, что они придумали в своих экспериментах. Реклама
Вопросы и ответы сообщества
Поиск Добавить новый вопрос- Вопрос: Какова цель этого эксперимента?Мередит Юнкер, доктор философии
Научный сотрудник Мередит Юнкер - кандидат биохимии и молекулярной биологии в Центре медицинских наук Университета штата Луизиана. Ее исследования сосредоточены на белках и нейродегенеративных заболеваниях.Мередит Юнкер, доктор философииНаучный исследователь Ответ эксперта Цель этого эксперимента - продемонстрировать фазовые переходы (вода в пар) и эффект несбалансированного давления (конденсация пара, вызывающая вакуум внутри баллона = несбалансированное давление). - Вопрос Можно ли нагреть банку на горелке?Мередит Юнкер, доктор философии
Научный сотрудник Мередит Юнкер - кандидат биохимии и молекулярной биологии в Центре медицинских наук Университета штата Луизиана. Ее исследования сосредоточены на белках и нейродегенеративных заболеваниях.Мередит Юнкер, доктор философииНаучный исследователь Эксперт Ответ Да. Только будьте осторожны, держите его при более низкой температуре, чтобы не растопить банку! - Вопрос: Можно ли ставить баллончик на солнце вместо нагревания на плите? Нет, это не будет достаточно жарко. Он должен быть намного горячее, чтобы образовался водяной пар.
- Вопрос: Могу ли я получить такой же результат, если в миске будет теплая вода, а в банке - холодная? Нет, потому что банка должна производить водяной пар, чтобы это действительно работало.
- Вопрос: Как вы думаете, почему количество воды, помещенной в банку, влияет на ее раздавливание? Причина этого в том, что вы производите водяной пар. Чем больше воды, тем выше давление, поэтому на банку будет больше силы.
- Вопрос: Можете ли вы получить такой же результат, поместив пустую пластиковую бутылку в морозильную камеру, а затем промыв ее горячей водой? Бутылка будет расширяться вместе с воздухом внутри нее, поэтому она не взорвется, как воздушный шар.
- Вопрос: Почему после того, как банка была раздавлена, вода вышла из банки после того, как ее вытащили из воды? Дымную воду слили в холодную воду, а холодную воду всосали в банку.
- Вопрос Могу ли я сделать это с помощью бутылки с водой? Да. Работает с бутылкой с водой.
- Какая переменная меняется? Ответ
Реклама
видео . Используя эту службу, некоторая информация может быть передана YouTube.
подсказки
- Опустите банку в воду с помощью щипцов, а не роняйте ее.
Реклама
Предупреждения
- Дети старшего возраста (от 12 лет) могут выполнять задание сами, но только под присмотром взрослых! Никогда не позволяйте одновременно проводить демонстрацию более одного человека, если только не присутствует более одного руководителя.
- Банка и вода внутри будут горячими. Попросите участников отойти назад, когда банку опускают в воду, чтобы избежать травм от брызг горячей воды.
Вещи, которые вам понадобятся
- Пустые алюминиевые банки из-под газировки
- Достаточно большие щипцы для удобного обращения с горячими банками
- Плита, плита или горелка Бунзена
- Чаша с холодной водой
