Μπορείτε να συνθλίψετε ένα δοχείο σόδας μόνο με μια πηγή θερμότητας και ένα μπολ με νερό. Αυτή είναι μια οπτική επίδειξη ορισμένων απλών επιστημονικών αρχών, συμπεριλαμβανομένης της πίεσης του νερού και της έννοιας του κενού. Αυτά τα πειράματα μπορούν να πραγματοποιηθούν από τον δάσκαλο ως επίδειξη ή από ανώτερους μαθητές υπό επίβλεψη.
Βήμα
Μέρος 1 από 3: Σύνθλιψη δοχείων σόδας
Βήμα 1. Ρίξτε λίγο νερό σε ένα άδειο δοχείο σόδας
Ξεπλύνετε το δοχείο σόδας με νερό και αφήστε περίπου 15-30 mL (1-2 κουταλιές της σούπας) νερό στο δοχείο. Εάν δεν έχετε μια κουταλιά της σούπας, απλώς ρίξτε αρκετό νερό για να καλύψετε τον πάτο του δοχείου.
Βήμα 2. Προετοιμάστε ένα μπολ με παγωμένο νερό
Γεμίστε ένα μπολ με κρύο νερό και πάγο ή με νερό που έχει παγώσει στο ψυγείο. Ένα μπολ αρκετά βαθύ για να βυθίσει το δοχείο θα κάνει το πείραμα ευκολότερο αλλά όχι υποχρεωτικό. Ένα καθαρό μπολ θα σας διευκολύνει να δείτε το δοχείο να θρυμματίζεται.
Βήμα 3. Πάρτε γυαλιά και σφιγκτήρες αδιάβροχους
Σε αυτό το πείραμα, θα ζεστάνετε αυτό το δοχείο σόδας μέχρι να βράσει το νερό και στη συνέχεια θα το μεταφέρετε γρήγορα. Όλοι εκεί κοντά έπρεπε να φορούν γυαλιά προστασίας από πιτσιλιές σε περίπτωση που το ζεστό νερό έβγαινε στα μάτια τους. Θα χρειαστείτε επίσης λαβίδες για να παραλάβετε το ζεστό δοχείο χωρίς να καείτε, στη συνέχεια αναποδογυρίστε το σε ένα μπολ με παγωμένο νερό. Εξασκηθείτε να μαζεύετε κουτάκια με λαβίδες, ώστε να είστε σίγουροι ότι μπορείτε να τα μαζέψετε σταθερά.
Προχωρήστε μόνο με επίβλεψη ενηλίκων
Βήμα 4. Ζεσταίνετε το δοχείο στη σόμπα
Τοποθετήστε το δοχείο σόδας ακριβώς πάνω από τη σόμπα και, στη συνέχεια, χαμηλώστε τη θερμοκρασία. Αφήστε το νερό να βράσει έξω από το δοχείο, με φυσαλίδες και αφήστε τον ατμό για περίπου 30 λεπτά.
- Εάν μυρίζετε κάτι περίεργο ή μεταλλικό, προχωρήστε αμέσως στο επόμενο τμήμα. Το νερό μπορεί να βράζει ή η θερμότητα είναι πολύ υψηλή, με αποτέλεσμα να λιώσει το μελάνι ή το αλουμίνιο στο δοχείο.
- Εάν η σόμπα σας δεν μπορεί να θερμάνει το δοχείο σόδας, χρησιμοποιήστε μια εστία ή χρησιμοποιήστε λαβίδες με λαβές ανθεκτικές στη θερμότητα για να κρατήσετε το δοχείο σόδας στη σόμπα.
Βήμα 5. Χρησιμοποιήστε λαβίδες για να αναποδογυρίσετε το ζεστό δοχείο στο κρύο νερό
Κρατήστε το σφιγκτήρα 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 κρύο νερό, βυθίζοντας το δοχείο στο μπολ με νερό.
Ετοιμαστείτε για ένα δυνατό χτύπημα καθώς το δοχείο θρυμματίζεται γρήγορα
Μέρος 2 από 3: Πώς λειτουργεί
Βήμα 1. Μάθετε για την πίεση του αέρα
Ο αέρας γύρω σας συμπιέζει εσάς και όλα τα άλλα, με πίεση 101 kPa (14,7 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα) όταν βρίσκεστε στο επίπεδο της θάλασσας. Αυτή η πίεση είναι συνήθως αρκετή για να συντρίψει ένα δοχείο, ή ακόμα και ένα άτομο! Αυτό δεν συμβαίνει επειδή ο αέρας στη σόδα μπορεί (ή οποιαδήποτε άλλη ουσία στο σώμα σας) να ωθεί προς τα έξω με την ίδια ποσότητα πίεσης και επειδή η πίεση του αέρα τη διαχέει πιέζοντάς μας προς όλες τις κατευθύνσεις εξίσου.
Βήμα 2. Μάθετε τι συμβαίνει όταν θερμαίνετε ένα δοχείο νερού
Όταν το νερό στο δοχείο βράζει, μπορείτε να δείτε το νερό να αρχίζει να φεύγει από το δοχείο ως σταγονίδια νερού στον αέρα ή ατμός. Κάποιος αέρας στο δοχείο σπρώχνεται καθώς βράζει, ώστε να δημιουργηθεί χώρος για τα διογκούμενα σταγονίδια νερού.
- Παρόλο που το δοχείο είχε χάσει τον αέρα του μέσα, δεν είχε θρυμματιστεί ακόμη, καθώς η υγρασία που υπήρχε στον αέρα συμπιέστηκε από το εσωτερικό.
- Γενικά, όσο περισσότερο θερμαίνετε ένα υγρό ή αέριο, τόσο περισσότερο διογκώνεται. Εάν βρίσκεται σε κλειστό δοχείο για να μην διογκωθεί, το υγρό ή το αέριο συμπιέζεται ακόμη περισσότερο.
Βήμα 3. Κατανοήστε τη διαδικασία θρυμματισμένων δοχείων
Όταν το δοχείο ανατρέπεται σε παγωμένο νερό, η κατάσταση αλλάζει με δύο τρόπους. Πρώτον, το δοχείο δεν είναι πλέον σε επαφή με τον αέρα επειδή το νερό εμποδίζει το άνοιγμα. Δεύτερον, η υγρασία στο δοχείο μπορεί να κρυώσει γρήγορα. Οι υδρατμοί συρρικνώνονται για άλλη μια φορά στον αρχικό του όγκο, μετατρέποντας την ποσότητα νερού στο κάτω μέρος του δοχείου. Ξαφνικά, το δωμάτιο αδειάζει - ούτε καν αέρας! Ο αέρας που πίεζε από το εξωτερικό του δοχείου ξαφνικά δεν είχε πίεση από μέσα, καταστρέφοντας έτσι το εσωτερικό.
Ο χώρος που δεν έχει τίποτα ονομάζεται το κενό.
Βήμα 4. Κοιτάξτε προσεκτικά το δοχείο για άλλα αποτελέσματα αυτού του πειράματος
Η εμφάνιση ενός κενού ή κενού χώρου στο δοχείο έχει ένα άλλο αποτέλεσμα από το να προκαλεί θραύση του δοχείου. Παρακολουθήστε το δοχείο προσεκτικά καθώς το βυθίζετε στο νερό και στη συνέχεια σηκώστε το. Μπορεί να παρατηρήσετε ότι λίγο νερό εισέρχεται στο δοχείο και στη συνέχεια στάζει ξανά. Αυτό συμβαίνει επειδή η πίεση του νερού πιέζει τις τρύπες στο δοχείο, αλλά λίγη μπορεί να γεμίσει το δοχείο πριν διαλυθεί το αλουμίνιο.
Μέρος 3 από 3: Βοηθώντας τους μαθητές να μάθουν από πειράματα
Βήμα 1. Ρωτήστε τους μαθητές γιατί συνθλίβεται το δοχείο
Παρατηρήστε εάν οι μαθητές έχουν ιδέες για το τι συνέβη στο κουτί. Μην συμφωνείτε ή κατηγορείτε τις απαντήσεις τους σε αυτό το στάδιο. Αποδεχτείτε κάθε ιδέα και ζητήστε από τους μαθητές να εξηγήσουν τις διαδικασίες σκέψης τους.
Βήμα 2. Βοηθήστε τους μαθητές να σκεφτούν παραλλαγές στο πείραμα
Ζητήστε από τους μαθητές να κάνουν νέα πειράματα για να δοκιμάσουν τις ιδέες τους και ρωτήστε τους τι πιστεύουν ότι θα συμβεί πριν κάνουν το νέο πείραμα. Εάν δεν μπορούν να σκεφτούν ένα νέο πείραμα, βοηθήστε τους. Ακολουθούν μερικές παραλλαγές που μπορεί να είναι χρήσιμες:
- Εάν ένας μαθητής πιστεύει ότι το νερό (όχι η υγρασία) στο δοχείο είναι ο λόγος που το δοχείο θρυμματίζεται, αφήστε το μαθητή να γεμίσει ολόκληρο το δοχείο με νερό και προσέξτε αν το δοχείο θρυμματίζεται.
- Δοκιμάστε το ίδιο πείραμα με ισχυρότερο δοχείο. Τα ισχυρότερα υλικά θα χρειαστούν περισσότερο χρόνο για να διαλυθούν, γεγονός που θα δώσει στο παγωμένο νερό περισσότερο χρόνο για να γεμίσει το δοχείο.
- Προσπαθήστε να κρυώσετε το δοχείο για λίγο πριν το βάλετε στο παγωμένο νερό. Αυτό θα προκαλέσει περισσότερο αέρα να περιέχεται στο δοχείο, έτσι ώστε η σύνθλιψη να είναι λιγότερο σοβαρή.
Βήμα 3. Εξηγήστε τη θεωρία πίσω από αυτό το πείραμα
Χρησιμοποιήστε τις πληροφορίες στην ενότητα Πώς λειτουργεί για να διδάξετε στους μαθητές γιατί θρυμματίζονται τα δοχεία. Ρωτήστε τους αν αυτές οι πληροφορίες ταιριάζουν στην ιδέα που προέκυψαν κατά τη διάρκεια του πειράματος.
Συμβουλές
Βυθίστε το δοχείο στο νερό χρησιμοποιώντας λαβίδες και μην το ρίξετε
Προειδοποίηση
- Το δοχείο και το νερό σε αυτό θα είναι ζεστό. Αφήστε το κοινό να απομακρυνθεί όταν το δοχείο αναποδογυριστεί στο νερό, για να αποφύγετε να τραυματιστείτε από καυτές πιτσιλιές.
- Μεγαλύτερα παιδιά (ηλικίας 12+) μπορούν να το κάνουν αυτό μόνο, αλλά μόνο υπό την επίβλεψη ενηλίκων! Ποτέ μην επιτρέπετε σε περισσότερα από ένα άτομα να διαδηλώσουν, εκτός εάν είναι παρών περισσότεροι από ένας επόπτες.
