Содержание

• Шагать
• Часть 1 из 3: раздавливание банки
• Часть 2 из 3: как это работает
• Часть 3 из 3: Помогаем студентам извлечь уроки из эксперимента
• Советы
• Предупреждения
• Необходимости

Вы можете сжать банку с содовой только с помощью источника тепла и миски с водой. Это отличная демонстрация ряда физических принципов, включая давление воздуха и концепцию вакуума. Учитель может проводить эксперимент в качестве демонстрации или под наблюдением учеников.

Шагать

Часть 1 из 3: раздавливание банки

1. Налейте немного воды в пустую банку из-под газировки. Промойте банку небольшим количеством воды, затем добавьте в нее примерно 15–30 мл (1-2 столовые ложки) воды. Если у вас нет совка, просто налейте в банку достаточно воды, чтобы покрыть дно.
2. Приготовьте таз с ледяной водой. Наполните миску холодной водой со льдом или водой, которая была охлаждена в холодильнике. Для этого используйте достаточно глубокую миску, чтобы провести эксперимент, но в этом нет необходимости. Прозрачная чаша позволяет лучше видеть сжатую банку.
3. Наденьте защитные очки и используйте плоскогубцы. В этом эксперименте вы нагреваете банку до тех пор, пока вода в ней не закипит, а затем опускаете банку под воду. Все, кто находится поблизости, должны носить защитные очки на случай попадания брызг горячей воды. Также вам понадобятся щипцы, чтобы подобрать банку, не обжечься, и погрузить ее в воду. Потренируйтесь поднимать банку несколько раз, чтобы убедиться, что вы держите ее крепко.
   • Продолжайте только под присмотром взрослых.
4. Нагрейте банку на плите. Поставьте банку вертикально на небольшую горелку и убавьте огонь. Доведите воду до кипения и дайте ей закипеть примерно 30 секунд.
   • Если вы чувствуете запах чего-то странного или металлического, переходите к следующей части. Возможно, вода выкипела до высыхания, или вы установили слишком высокий нагрев, в результате чего чернила или алюминий в банке расплавились.
   • Если на вашей плите нет подставки для банки, используйте плиту или щипцы с термостойкой ручкой, чтобы держать банку над огнем.
5. Щипцами переверните банку в холодной воде. Держите плоскогубцы ладонями вверх. Возьмите банку щипцами, затем быстро переверните ее в холодной воде и опустите банку в таз.
   • Не пугайтесь, сжатие банки может вызвать много шума!

Часть 2 из 3: как это работает

1. Давление воздуха. Воздух вокруг вас давит на ваше тело со всех сторон с давлением 101 кПа на уровне моря. Одного этого достаточно, чтобы выжать банку, или даже нас с тобой! Этого не происходит, потому что воздух в банке (или материал в вашем теле) выталкивается с одинаковым давлением и потому, что давление воздуха отменяется само собой, потому что он действует на объект со всех сторон с одинаковым давлением. .
2. Что происходит, когда банку нагревают водой. Когда вода в банке закипит, вы увидите, что начинает образовываться пар. Это вытолкнет часть воздуха из банки, чтобы освободить место для растущего облака капель воды.
   • Хотя внутри баллончика теперь меньше воздуха, он еще не будет сжат, потому что водяной пар занял место воздуха.
   • Как правило, чем больше нагревается жидкость или газ, тем больше они расширяются. Если это закрытый контейнер, давление будет продолжать расти, потому что воздух не может выйти.
3. Почему банка сжимается. Если перевернуть банку вверх дном, ситуация изменится двояко. Во-первых, в баллончик больше не может поступать воздух, потому что вход заблокирован водой. Во-вторых, водяной пар в банке быстро остынет и, следовательно, займет меньше места и, в конечном итоге, вернется в исходное состояние - немного воды, которую мы сначала налили в банку. Внезапно большая часть пространства в банке больше не занята воздухом, а превратилась в вакуум! Воздух, который давит на баллон снаружи, больше не компенсируется, что приводит к выходу баллона из строя.
   • Комната, в которой нет воздуха, называется одной вакуум.
4. Присмотритесь к банке, чтобы увидеть еще один эффект эксперимента. Предотвращение вакуума в банке имеет еще один эффект, помимо сжатия банки. Обратите особое внимание на банку, когда она находится под водой. Вы увидите, как небольшое количество воды всасывается в банку, а затем снова стекает. Это потому, что вода давит на отверстие, но достаточно сильно, чтобы немного наполнить банку до того, как алюминий сожмется.

Часть 3 из 3: Помогаем студентам извлечь уроки из эксперимента

1. Спросите студентов, почему сжимается банка. Посмотрите, имеют ли ученики представление о том, что случилось с банкой. На данном этапе не подтверждайте и не опровергайте ни одну из идей. Не откладывайте в сторону ни одну идею и позвольте ученикам объяснить, что они думали об этом.
2. Помогите ученикам придумать варианты эксперимента. Новые эксперименты, чтобы опробовать их собственные идеи и попросить их предсказать, что произойдет, до того, как они начнутся. Если им сложно что-то придумать, вот несколько возможных вариантов, которые можно предложить:
   • Если ученик думает, что банка сжимается водой, а не вакуумом, попросите его полностью наполнить банку водой и посмотреть, сжимается ли она.
   • Проделайте тот же эксперимент с более прочным контейнером. Если материал тяжелее, сжатие займет больше времени, в результате чего в контейнер попадет больше ледяной воды.
   • Постарайтесь дать банке остыть, прежде чем опускать ее в ледяную воду. Это приведет к увеличению количества воздуха в банке, что уменьшит сжатие.
3. Объясните теорию эксперимента. Используйте информацию в разделе «Как это работает», чтобы объяснить учащимся, почему банка сжимается. Спросите, согласуется ли результат эксперимента с их собственными рассуждениями.

Советы

• Не роняйте банку в воду, а погрузите ее с помощью щипцов.

Предупреждения

• Банка и вода в ней будут очень горячими. Как только вы опустите банку в холодную воду, позвольте зрителям отойти, чтобы не поранить кого-нибудь брызгами горячей воды.
• Дети постарше (12+) могут провести этот эксперимент сами, но только под присмотром взрослых! В этом эксперименте одновременно может участвовать не более 1 человека, за исключением нескольких взрослых, которые могут помочь.

Необходимости

• Пустые банки из-под газировки
• Щипцы достаточно длинные, чтобы держать горячие банки на расстоянии
• Варочная панель, плита или конфорка Бунзена
• Приходите с ледяной водой