Πώς να συνθλίψετε ένα δοχείο με πίεση αέρα: 12 βήματα (με εικόνες)

Πίνακας περιεχομένων:

Πώς να συνθλίψετε ένα δοχείο με πίεση αέρα: 12 βήματα (με εικόνες)
Πώς να συνθλίψετε ένα δοχείο με πίεση αέρα: 12 βήματα (με εικόνες)

Βίντεο: Πώς να συνθλίψετε ένα δοχείο με πίεση αέρα: 12 βήματα (με εικόνες)

Βίντεο: Πώς να συνθλίψετε ένα δοχείο με πίεση αέρα: 12 βήματα (με εικόνες)
Βίντεο: Citroën 2CV Charleston uscita N 3 DeAgostini. 2024, Μάρτιος
Anonim

Μπορείτε να συνθλίψετε ένα δοχείο σόδας χρησιμοποιώντας τίποτα περισσότερο από μια πηγή θερμότητας και ένα μπολ με νερό. Αυτή είναι μια εξαιρετική οπτική επίδειξη ορισμένων απλών επιστημονικών αρχών, συμπεριλαμβανομένης της πίεσης του αέρα και της έννοιας του κενού. Το πείραμα μπορεί να πραγματοποιηθεί από εκπαιδευτικούς ως επίδειξη ή από ώριμους μαθητές υπό επίβλεψη.

Βήματα

Μέρος 1 από 3: Σύνθλιψη δοχείου σόδας

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 1
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 1

Βήμα 1. Ρίξτε λίγο νερό σε ένα άδειο δοχείο σόδας

Ξεπλύνετε ένα δοχείο σόδας με νερό και αφήστε περίπου 15-30 χιλιοστόλιτρα (1,0-2,0 κουταλιές της σούπας) νερό στο κάτω μέρος του δοχείου. Εάν δεν έχετε ένα κουτάλι μέτρησης, ρίξτε λίγο νερό ώστε να καλύψει το κάτω μέρος του δοχείου.

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 2
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 2

Βήμα 2. Προετοιμάστε ένα μπολ με παγωμένο νερό

Γεμίστε ένα μπολ με κρύο νερό και πάγο, ή με νερό που έχει διατηρηθεί σε κρύο ψυγείο. Ένα μπολ αρκετά βαθύ για να συγκρατήσει το δοχείο μπορεί να διευκολύνει το πείραμα, αλλά δεν είναι απαραίτητο. Ένα διαφανές μπολ θα διευκολύνει την παρακολούθηση της θρυμματισμού του δοχείου.

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 3
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 3

Βήμα 3. Πάρτε προστατευτικά γυαλιά και λαβίδες

Σε αυτό το πείραμα, θα ζεστάνετε αυτό το δοχείο σόδας μέχρι να βράσει το νερό μέσα του, και στη συνέχεια να το μετακινήσετε γρήγορα. Όλοι οι κοντινοί θα πρέπει να φορούν προστατευτικά γυαλιά αν δεν ψεκάζεται ζεστό νερό προς τα μάτια τους. Θα χρειαστείτε επίσης μια λαβίδα για να πιάσετε το ζεστό δοχείο χωρίς να καείτε, και στη συνέχεια να το γυρίσετε ανάποδα σε ένα μπολ με παγωμένο νερό. Εξασκηθείτε να μαζεύετε το δοχείο με τις λαβίδες, ώστε να είστε σίγουροι ότι μπορούν να σηκώσουν το δοχείο σταθερά.

Συνεχίστε μόνο με την επίβλεψη ενηλίκων

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 4
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 4

Βήμα 4. Ζεσταίνετε το δοχείο στη σόμπα

Τοποθετήστε το δοχείο σόδας σε όρθια θέση σε ένα καυστήρα σόμπας και στη συνέχεια χαμηλώστε τη θερμοκρασία. Αφήστε το νερό να βράσει έξω από το δοχείο, αναβλύζοντας και αφήνοντας τους υδρατμούς για περίπου τριάντα δευτερόλεπτα.

  • Εάν μυρίζετε κάτι περίεργο ή μεταλλικό, προχωρήστε αμέσως στο επόμενο τμήμα. Το νερό μπορεί να έχει βράσει ή η θερμότητα να ήταν πολύ υψηλή, με αποτέλεσμα να λιώσει το μελάνι ή το αλουμίνιο στο δοχείο.
  • Εάν ο καυστήρας της σόμπας σας δεν μπορεί να στηρίξει το δοχείο σόδας, χρησιμοποιήστε μια εστία ή χρησιμοποιήστε λαβίδες με λαβές ανθεκτικές στη θερμότητα για να κρατήσετε το δοχείο σόδας πάνω από τη σόμπα.
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 5
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 5

Βήμα 5. Χρησιμοποιήστε τις λαβίδες για να γυρίσετε το καυτό δοχείο ανάποδα σε κρύο νερό

Κρατήστε τις λαβίδες με την παλάμη σας στραμμένη προς τα πάνω. Χρησιμοποιήστε τις λαβίδες για να παραλάβετε το δοχείο και, στη συνέχεια, αναποδογυρίστε το γρήγορα πάνω από το λουτρό κρύου νερού, βυθίζοντας το δοχείο στο μπολ με νερό.

Προετοιμαστείτε για έναν δυνατό θόρυβο καθώς το δοχείο συνθλίβεται γρήγορα! Λόγω του ήχου, αποφύγετε να εκτελέσετε το πείραμα σε παιδιά μικρότερα από την ηλικία του νηπιαγωγείου

Μέρος 2 από 3: Πώς λειτουργεί

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 6
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 6

Βήμα 1. Μάθετε για την πίεση του αέρα

Ο αέρας γύρω σας πιέζει εναντίον σας και κάθε άλλου αντικειμένου, με πίεση τόσο υψηλή όσο 101 kPa (14,7 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα) όταν βρίσκεστε στο επίπεδο της θάλασσας. Αυτό κανονικά θα ήταν αρκετό για να συντρίψει ένα δοχείο από μόνο του, ή ακόμα και ένα άτομο! Αυτό δεν συμβαίνει επειδή ο αέρας μέσα στο δοχείο σόδας (ή το υλικό μέσα στο σώμα σας) πιέζει προς τα έξω με ίση πίεση και επειδή η πίεση του αέρα «ακυρώνεται» σπρώχνοντάς μας από κάθε κατεύθυνση εξίσου.

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 7
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 7

Βήμα 2. Μάθετε τι συμβαίνει όταν θερμαίνετε το δοχείο νερού

Όταν το νερό στο δοχείο βράζει, μπορείτε να δείτε το νερό να αρχίζει να διαφεύγει ως μικρά σταγονίδια στον αέρα ή ατμός. Κάποιος αέρας στο δοχείο σπρώχνεται όταν συμβεί αυτό, ώστε να δημιουργηθεί χώρος για το διευρυνόμενο σύννεφο σταγονιδίων νερού.

  • Παρά το δοχείο που χάνει λίγο από τον αέρα μέσα του, δεν θρυμματίζεται ακόμη, επειδή οι υδρατμοί που πήραν τη θέση του αέρα πιέζουν από μέσα.
  • Γενικά, όσο περισσότερο θερμαίνετε ένα υγρό ή ένα αέριο, τόσο περισσότερο διαστέλλεται. Εάν πρόκειται για κλειστό δοχείο, ώστε να μην μπορεί να επεκταθεί, ασκεί μεγαλύτερη πίεση. Αυτό είναι γνωστό ως νόμος του Gay-Lussac.
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 8
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 8

Βήμα 3. Κατανοήστε πώς θρυμματίζεται το δοχείο

Όταν το δοχείο αναποδογυριστεί στο παγωμένο νερό, η κατάσταση αλλάζει με δύο τρόπους. Πρώτον, το δοχείο δεν είναι πλέον ανοιχτό στον αέρα, αφού το νερό εμποδίζει το άνοιγμα. Δεύτερον, οι υδρατμοί μέσα στο δοχείο κρυώνουν γρήγορα ξανά. Οι υδρατμοί συρρικνώνονται για άλλη μια φορά στον αρχικό του όγκο, τη μικρή ποσότητα νερού στο κάτω μέρος του δοχείου. Ξαφνικά, το μεγαλύτερο μέρος του χώρου μέσα στο δοχείο δεν έχει τίποτα απολύτως - ούτε καν αέρα! Ο αέρας που πιέζει από το εξωτερικό του δοχείου όλο αυτό το διάστημα ξαφνικά δεν έχει τίποτα από την άλλη πλευρά να του αντισταθεί, έτσι συνθλίβει το δοχείο προς τα μέσα.

Ο χώρος που δεν έχει τίποτα ονομάζεται α κενό.

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 9
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 9

Βήμα 4. Παρακολουθήστε από κοντά το δοχείο για να ανακαλύψετε ένα ακόμη αποτέλεσμα του πειράματος

Η εμφάνιση ενός κενού ή ενός κενού χώρου, μέσα στο δοχείο έχει ένα άλλο αποτέλεσμα εκτός από το να προκαλεί θραύση του δοχείου. Παρακολουθήστε το δοχείο προσεκτικά καθώς το κατεβάζετε στο νερό και ξανά καθώς το σηκώνετε. Μπορεί να παρατηρήσετε μια μικρή ποσότητα νερού να απορροφάται στο δοχείο και μετά να τρέχει ξανά. Αυτό συμβαίνει επειδή η πίεση του νερού σπρώχνει προς το άνοιγμα του δοχείου, αλλά μόνο αρκετά σκληρά για να γεμίσει λίγο από το δοχείο πριν συνθλιβεί το αλουμίνιο.

Μέρος 3 από 3: Βοηθώντας τους μαθητές να μάθουν από το πείραμα

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 10
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 10

Βήμα 1. Ρωτήστε τους μαθητές γιατί συνθλίβεται το δοχείο

Δείτε αν οι μαθητές έχουν ιδέες για το τι συνέβη στο κουτί. Μην επιβεβαιώσετε ή αρνηθείτε καμία από τις απαντήσεις σε αυτό το στάδιο. Αναγνωρίστε κάθε ιδέα και ζητήστε από τους μαθητές να εξηγήσουν τη διαδικασία σκέψης τους.

Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 11
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 11

Βήμα 2. Βοηθήστε τους μαθητές να βρουν παραλλαγές στο πείραμα

Ζητήστε από τους μαθητές να βρουν νέα πειράματα για να δοκιμάσουν τις ιδέες τους και ρωτήστε τους τι πιστεύουν ότι θα συμβεί πριν πραγματοποιήσουν το νέο πείραμα. Αν έχουν πρόβλημα να βρουν ένα νέο πείραμα, βοηθήστε το. Ακολουθούν μερικές παραλλαγές που μπορεί να είναι χρήσιμες:

  • Εάν ένας μαθητής πιστεύει ότι το νερό (όχι οι υδρατμοί) μέσα στο δοχείο ήταν υπεύθυνο για το θρυμματισμό του, ζητήστε από τους μαθητές να γεμίσουν ένα ολόκληρο δοχείο με νερό και να δουν αν συνθλίβεται.
  • Δοκιμάστε το ίδιο πείραμα με ένα πιο ανθεκτικό δοχείο. Το βαρύτερο υλικό θα χρειαστεί περισσότερο χρόνο για να θρυμματιστεί, πράγμα που θα δώσει στο παγωμένο νερό περισσότερο χρόνο για να το γεμίσει.
  • Δοκιμάστε να αφήσετε το δοχείο να κρυώσει για μικρό χρονικό διάστημα πριν το βάλετε στο λουτρό πάγου. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα να υπάρχει περισσότερος αέρας στο δοχείο και συνεπώς λιγότερο σοβαρή σύνθλιψη.
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 12
Συνθλίψτε ένα δοχείο με πίεση αέρα Βήμα 12

Βήμα 3. Εξηγήστε τη θεωρία πίσω από το πείραμα

Χρησιμοποιήστε τις πληροφορίες στην ενότητα Πώς λειτουργεί για να διδάξετε στους μαθητές γιατί συνθλίβεται το δοχείο. Ρωτήστε τους αν ταιριάζει με αυτό που κατέληξαν στα πειράματά τους.

Βίντεο - Χρησιμοποιώντας αυτήν την υπηρεσία, ορισμένες πληροφορίες ενδέχεται να κοινοποιηθούν στο YouTube

Συμβουλές

Χαμηλώστε το δοχείο στο νερό με τις λαβίδες, αντί να το ρίξετε

Προειδοποιήσεις

  • Τα μεγαλύτερα παιδιά (ηλικίας 12+) μπορεί να μπορούν να κάνουν τη δραστηριότητα μόνοι τους, αλλά μόνο υπό την επίβλεψη ενηλίκων! Ποτέ μην επιτρέπετε σε περισσότερα από ένα άτομα να κάνουν τη διαδήλωση ταυτόχρονα, εκτός εάν υπάρχουν περισσότεροι από ένας επόπτες παρόντες.
  • Το δοχείο και το νερό μέσα θα είναι ζεστό. Ζητήστε από τους συμμετέχοντες να σταθούν πίσω καθώς το δοχείο αναποδογυρίζει στο νερό, για να αποφύγουν τον τραυματισμό από το σπρέι ζεστού νερού.

Συνιστάται: