Możesz zmiażdżyć puszkę po napoju, używając tylko źródła ciepła i miski z wodą. To świetna wizualna demonstracja kilku prostych zasad naukowych, w tym ciśnienia powietrza i koncepcji próżni. Eksperyment może być wykonany przez nauczycieli jako pokaz lub przez dojrzałych uczniów pod nadzorem.
Kroki
Część jeden z 3: Kruszenie puszki po napojach
- jeden Wlej trochę wody do pustej puszki po napojach. Wypłucz puszkę po napoju wodą i pozostaw około 15–30 mililitrów (1,0–2,0 łyżek amerykańskich) wody na dnie puszki. Jeśli nie masz miarki, wlej tyle wody, aby zakryć dno puszki.
- 2 Przygotuj miskę wody z lodem. Napełnij miskę zimną wodą i lodem lub wodą, która była przechowywana w zimnej lodówce. Miska dostatecznie głęboka, aby pomieścić puszkę, może ułatwić przeprowadzenie eksperymentu, ale nie jest to konieczne. Przezroczysta miska ułatwi patrzenie na zgniecenie puszki.
- 3 Kup gogle i szczypce odporne na zachlapanie. W tym eksperymencie będziesz podgrzewać tę puszkę po napoju, aż woda w niej zagotuje, a następnie szybko ją przesuwać. Wszyscy w pobliżu powinni nosić okulary chroniące przed rozpryskami na wypadek, gdyby gorąca woda rozprysnęła się na ich oczy. Będziesz także potrzebować szczypiec, aby złapać gorącą puszkę bez poparzenia, a następnie obrócić ją do góry dnem do miski z lodowatą wodą. Poćwicz podnoszenie puszki za pomocą szczypiec, aby upewnić się, że mogą mocno podnieść puszkę.
- Kontynuuj tylko pod nadzorem osoby dorosłej.
- 4 Podgrzej puszkę na piecu. Umieść puszkę po napoju pionowo na palniku, a następnie ustaw niską temperaturę. Pozwól wodzie zagotować się na zewnątrz puszki, bulgocząc i wypuszczając parę wodną przez około trzydzieści sekund.
- Jeśli poczujesz coś dziwnego lub metalicznego, od razu przejdź do następnej sekcji. Woda mogła się wygotować lub temperatura mogła być zbyt wysoka, powodując stopienie tuszu lub aluminium na puszce.
- Jeśli twój palnik nie może podtrzymać puszki po napoju, użyj płyty grzejnej lub użyj szczypiec z odpornymi na ciepło uchwytami, aby przytrzymać puszkę po napoju nad kuchenką.
- 5 Za pomocą szczypiec obróć gorącą puszkę do góry dnem w zimną wodę. Trzymaj szczypce dłonią skierowaną do góry. Za pomocą szczypiec podnieś puszkę, a następnie szybko obróć ją nad kąpielą z zimną wodą, zanurzając puszkę w misce z wodą.
- Przygotuj się na głośny dźwięk, ponieważ puszka szybko się miażdży! Ze względu na dźwięk unikaj przeprowadzania eksperymentu na dzieciach młodszych niż przedszkolaki.
Część 2 z 3: Jak to działa
- jeden Dowiedz się o ciśnieniu powietrza. Powietrze wokół ciebie naciska na ciebie i każdy inny obiekt, pod ciśnieniem nawet 101 kPa (14,7 funta na cal kwadratowy), gdy jesteś na poziomie morza. Zwykle wystarczyłoby to do zmiażdżenia samej puszki lub nawet osoby! Nie dzieje się tak, ponieważ powietrze wewnątrz puszki po napoju (lub materiał wewnątrz twojego ciała) wypycha na zewnątrz z równym ciśnieniem i ponieważ ciśnienie powietrza `` znosi się '', popychając nas jednakowo ze wszystkich kierunków.
- 2 Dowiedz się, co się stanie, gdy podgrzejesz puszkę z wodą. Kiedy woda w puszce się zagotuje, można zobaczyć, jak woda zaczyna ulatniać się w postaci małych kropelek w powietrzu lub w postaci pary. W takim przypadku część powietrza z puszki zostaje wypchnięta, aby zrobić miejsce dla rozszerzającej się chmury kropelek wody.
- Mimo, że puszka traci część powietrza w środku, nie ulega jeszcze zgnieceniu, ponieważ para wodna, która zajęła miejsce powietrza, wypycha ją od wewnątrz.
- Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej podgrzewasz ciecz lub gaz, tym bardziej się on rozszerza. Jeśli jest to zamknięty pojemnik, więc nie może się dalej rozszerzać, wywiera większy nacisk. Jest to znane jako prawo Gay-Lussaca.
- 3 Dowiedz się, jak puszka zostaje zgnieciona. Kiedy puszka jest odwrócona do góry nogami w lodowatej wodzie, sytuacja zmienia się na dwa sposoby. Po pierwsze, puszka nie jest już otwarta na powietrze, ponieważ woda blokuje otwór. Po drugie, para wodna w puszce ponownie szybko się ochładza. Para wodna ponownie kurczy się do swojej pierwotnej objętości, do niewielkiej ilości wody na dnie puszki. Nagle w większości przestrzeni wewnątrz puszki nie ma w ogóle nic - nawet powietrza! Powietrze, które przez cały czas tłoczyło się z zewnątrz puszki, nagle nie ma po drugiej stronie nic, co mogłoby mu się oprzeć, więc miażdży puszkę do wewnątrz.
- Przestrzeń, w której nic nie ma, nazywa się a odkurzać .
- 4 Przyjrzyj się puszce uważnie, aby odkryć jeszcze jeden efekt eksperymentu. Pojawienie się próżni lub pustej przestrzeni wewnątrz puszki ma jeszcze jeden efekt, oprócz tego, że powoduje zgniecenie puszki. Obserwuj uważnie puszkę, gdy opuszczasz ją do wody i ponownie, gdy ją wyciągasz. Możesz zauważyć, że niewielka ilość wody zostaje zassana do puszki, a następnie ponownie wypływa. Dzieje się tak, ponieważ ciśnienie wody naciska na otwór puszki, ale tylko na tyle mocno, aby napełnić trochę puszki, zanim aluminium zostanie zgniecione. Reklama
Część 3 z 3: Pomaganie uczniom w nauce na podstawie eksperymentu
- jeden Zapytaj uczniów, dlaczego puszka została zgnieciona. Sprawdź, czy uczniowie mają jakieś pomysły na temat tego, co stało się z puszką. Na tym etapie nie potwierdzaj ani nie zaprzeczaj żadnej z odpowiedzi. Potwierdź każdy pomysł i poproś uczniów, aby wyjaśnili swój proces myślowy.
- 2 Pomóż uczniom wymyślić różne warianty eksperymentu. Poproś uczniów, aby wymyślili nowe eksperymenty, aby przetestować swoje pomysły, i zapytaj ich, co według nich się wydarzy, zanim przeprowadzą nowy eksperyment. Jeśli mają problemy z wymyśleniem nowego eksperymentu, pomóż im. Oto kilka odmian, które mogą być pomocne:
- Jeśli uczeń uważa, że woda (a nie para wodna) wewnątrz puszki była odpowiedzialna za jej zgniecenie, niech uczniowie napełnią całą puszkę wodą i zobaczą, czy jest zgnieciona.
- Spróbuj tego samego eksperymentu z mocniejszym pojemnikiem. Kruszenie cięższego materiału powinno zająć więcej czasu, co da wodzie lodowej więcej czasu na jego wypełnienie.
- Spróbuj pozwolić puszce ostygnąć przez krótki czas, zanim umieścisz ją w łaźni lodowej. Spowoduje to, że w puszce będzie więcej powietrza, a tym samym mniej poważne zgniecenie.
- 3 Wyjaśnij teorię eksperymentu. Skorzystaj z informacji zawartych w sekcji Jak to działa, aby nauczyć uczniów, dlaczego puszka została zgnieciona. Zapytaj ich, czy pasuje to do tego, co wymyślili w swoich eksperymentach. Reklama
Pytania i odpowiedzi społeczności
Szukaj Dodaj nowe pytanie- Pytanie Jaki jest cel tego eksperymentu?Dr Meredith Juncker
Naukowiec Meredith Juncker jest doktorantką z biochemii i biologii molekularnej w Louisiana State University Health Sciences Center. Jej badania koncentrują się na białkach i chorobach neurodegeneracyjnych.Dr Meredith JunckerOdpowiedź eksperta naukowca naukowego Celem tego eksperymentu jest zademonstrowanie zmian fazowych (woda do pary) i efektu niezrównoważonego ciśnienia (kondensacja pary, wywołanie próżni wewnątrz puszki = niezrównoważone ciśnienie). - Pytanie Czy możemy podgrzać puszkę na palniku?Dr Meredith Juncker
Naukowiec Meredith Juncker jest doktorantką z biochemii i biologii molekularnej w Louisiana State University Health Sciences Center. Jej badania koncentrują się na białkach i chorobach neurodegeneracyjnych.Dr Meredith JunckerOdpowiedź eksperta-badacza naukowego Tak. Po prostu uważaj, aby utrzymywać go w niższej temperaturze, aby nie stopić puszki! - Pytanie Czy zamiast podgrzewać puszkę na piecu, mogę ją wystawiać na słońce? Nie. Nie będzie wystarczająco gorąco. Musiałby być dużo cieplejszy, więc jest wystarczająco gorący, aby wytworzyć parę wodną.
- Pytanie Czy mogę uzyskać ten sam efekt, mając ciepłą wodę w misce i zimną w puszce? Nie, ponieważ puszka musi być w stanie wytwarzać parę wodną, aby to faktycznie działało.
- Pytanie: Jak myślisz, dlaczego ilość wody w puszce wpływa na stopień zmiażdżenia puszki? Powodem tego jest ilość wytwarzanej pary wodnej. Im więcej wody, tym wyższe ciśnienie, więc na puszce będzie większa siła.
- Pytanie Czy możesz uzyskać ten sam rezultat, wkładając pustą plastikową butelkę do zamrażarki, a następnie zanurzając ją pod gorącą wodą? Butelka rozszerzy się wraz z powietrzem w środku, więc nie będzie wybuchać jak balon.
- Pytanie Dlaczego po zgnieceniu puszki woda wypłynęła z puszki po wyjęciu z wody? Dymną wodę wepchnięto do zimnej wody, a zimną zassano do puszki.
- Pytanie Czy mogę to zrobić za pomocą butelki z wodą? Tak. Działa z butelką wody.
- Która zmienna się zmienia? Odpowiedź
Reklama
Wideo . Korzystając z tej usługi, niektóre informacje mogą zostać udostępnione YouTube.
Porady
- Zamiast upuszczać puszkę do wody, opuść ją szczypcami.
Reklama
Ostrzeżenia
- Starsze dzieci (w wieku 12+) mogą być w stanie wykonać to zadanie samodzielnie, ale tylko pod nadzorem osoby dorosłej! Nigdy nie pozwalaj więcej niż jednej osobie wykonywać demonstracji naraz, chyba że jest obecna więcej niż jedna osoba nadzorująca.
- Puszka i woda w środku będą gorące. Poproś uczestników, aby cofnęli się, gdy puszka jest wrzucana do wody, aby uniknąć obrażeń spowodowanych rozpryskami gorącej wody.
Rzeczy, których będziesz potrzebować
- Puste aluminiowe puszki po napojach
- Szczypce wystarczająco duże, aby wygodnie obsługiwać gorące puszki
- Kuchenka, płyta grzejna lub palnik Bunsena
- Miska zimnej wody
