Obsah

• Kroky
• Časť 1 z 3: Ako sploštiť plechovku z hliníkovej limonády
• Časť 2 z 3: Ako to funguje
• Časť 3 z 3: Pomáhanie študentom učiť sa prostredníctvom experimentu
• Tipy
• Varovania
• Čo potrebuješ

Hliníkovú limonádovú plechovku môžete sploštiť iba pomocou zdroja tepla a nádoby s vodou. Toto je skvelá vizuálna ukážka určitých vedeckých princípov vrátane tlaku vzduchu a pojmu vákuum. Experiment môžu vykonávať učitelia alebo študenti stredných škôl pod ich vedením ako experiment.

Kroky

Časť 1 z 3: Ako sploštiť plechovku z hliníkovej limonády

1. 1 Nalejte trochu vody do prázdnej hliníkovej plechovky. Opláchnite ho a na dne nechajte asi 15-30 mililitrov (1-2 čajové lyžičky) vody. Ak nemáte odmernú lyžicu, dno hliníkovej dózy jednoducho zalejte vodou.
2. 2 Pripravte si misku ľadovej vody. Naplňte nádobu studenou vodou a ľadom alebo vodou, ktorá bola uložená v chladničke. Odporúča sa vziať misku dostatočne hlbokú, aby sa do nej zmestila celá nádoba - potom bude jednoduchšie experimentovať - ​​nie je to však potrebné. Bude vhodnejšie pozorovať sploštenie nádoby cez priehľadnú misku.
3. 3 Nájdite ochranné zváracie okuliare a kliešte. V tomto experimente budete ohrievať hliníkovú plechovku, kým v nej voda nevrie, a potom ju rýchlo preniesť. Všetci pozorovatelia a experimentátor by mali používať ochranné okuliare pre prípad, že by im do očí striekla horúca voda. Budete tiež potrebovať kliešte, aby ste nádobu vzali, aby ste sa nespálili, a potom ju ponorte hore dnom do misky s ľadovou vodou. Nacvičte si uchopenie nádoby kliešťami, kým vám nebude príjemné držať ju.
   • Pokračujte iba pod dohľadom dospelých.
4. 4 Zahrejte nádobu na sporáku. Položte hliníkovú plechovku hore dnom na horák a potom zapnite pomalý ohrev alebo teplo. Vodu nechajte zovrieť a nechajte variť a púšťajte paru asi 30 sekúnd.
   • Ak spozorujete zvláštny alebo kovový zápach, okamžite prejdite na ďalší krok. Voda sa mohla variť alebo bolo príliš veľa tepla, takže sa farba alebo hliník začali topiť.
   • Ak hliníková plechovka nepasuje správne na horák, použite elektrický sporák alebo držte plechovku nad ohňom žiaruvzdornými kliešťami.
5. 5 Pomocou klieští vyklopte horúcu nádobu hore dnom do studenej vody. Kliešte držte dlaňou nahor. Vezmite nádobu s kliešťami, rýchlo ju prevráťte cez misku so studenou vodou a ponorte ju do nej.
   • Buďte pripravení počuť hlasné zvuky, pretože nádoba sa môže veľmi rýchlo vyrovnať!

Časť 2 z 3: Ako to funguje

1. 1 Zistite, aký je tlak vzduchu. Keď ste na hladine mora, vzduch na nás a na akýkoľvek iný predmet tlačí silou 101 kPa (kilopascal) (1 kg na cm2). A vo všeobecnosti to stačí na to, aby sa plechovka sploštila sama alebo dokonca s osobou! To sa však nestane, pretože vzduch vo vnútri plechovky (alebo látka v našom tele) je tlačená smerom von rovnakou silou a tlak vzduchu sa zdá byť nulový, pretože na nás rovnomerne tlačí zo všetkých strán. .
2. 2 Zistite, čo sa stane, keď ohrejete pohár vody. Keď voda v tégliku vrie, môžete vidieť, ako začína „vytekať“ vo forme malých kvapôčok do vzduchu - poznáme to ako para. Časť vzduchu je v tejto chvíli vytlačená z plechovky, aby sa vytvoril priestor pre expandujúci oblak vodných kvapiek.
   • Napriek tomu, že nádoba stratí časť vzduchu, stále sa nesplošťuje, pretože para teraz nahradí vytlačený vzduch, ktorý tlačí aj zvnútra.
   • Vo všeobecnosti platí, že čím viac tekutinu alebo plyn zahrejete, tým viac sa roztiahne. Ak je v uzavretej nádobe a nemôže sa rozpínať, tlak sa zvyšuje.
3. 3 Pochopte, ako sa plechovka splošťuje. Keď je plechovka hore dnom v studenej vode, situácia sa zmení v dvoch smeroch. Po prvé, plechovka nemá prístup vzduchu, pretože otvor je zablokovaný vodou. Za druhé, para vo vnútri plechovky rýchlo vychladne. Vodná para je stlačená na svoj pôvodný objem - malé množstvo vody v spodnej časti plechovky. Väčšina priestoru vo vnútri nádoby je zrazu úplne bez ničoho - nie je tam ani vzduch! Vzduch, ktorý celý čas tlačil na vonkajšiu stranu plechovky, už nemá žiadny odpor zvnútra, takže plechovku splošťuje dovnútra.
   • Nazýva sa priestor, v ktorom nič nie je vákuum.
4. 4 Počas experimentu nádobu pozorne sledujte a objavte ďalší efekt. Vzhľad vákua alebo prázdneho priestoru vo vnútri plechovky má okrem jej sploštenia aj ďalší dôsledok. Prezrite si nádobu zblízka, keď ju ponoríte do vody a keď ju vyberiete. Budete si môcť všimnúť, ako sa do nádoby nasaje trochu vody a potom opäť vyjde. Je to spôsobené tým, že voda tlačí proti otvoru plechovky, ale tento tlak stačí na to, aby vyplnil iba malý priestor vo vnútri hliníkovej plechovky predtým, ako sa sploští.

Časť 3 z 3: Pomáhanie študentom učiť sa prostredníctvom experimentu

1. 1 Opýtajte sa študentov, prečo je nádoba sploštená. Pozrite sa, či na to majú nejaký názor. V tejto fáze nepotvrdzujte ani nevyvracajte žiadnu z odpovedí. Rozpoznajte každú myšlienku a požiadajte študentov, aby vysvetlili svoje myšlienkové pochody.
2. 2 Pomôžte študentom s možnosťami vysvetlenia experimentu. Požiadajte ich, aby prišli s novými experimentmi a otestovali svoje nápady. Pred začatím nových experimentov sa ich opýtajte, čo si myslia, že sa v tomto procese stane. Ak je pre nich ťažké prísť s novými skúsenosťami, príďte na pomoc. Tu je niekoľko možností, ktoré môžu byť užitočné:
   • Ak si študent myslí, že je to voda (a nie para) vo vnútri nádoby, ktorá je zodpovedná za jej sploštenie, nech naplní celú nádobu vodou a zistí, či sa deformuje.
   • Skúste rovnaký experiment s tuhším kontajnerom. Silnejší materiál sa dlhšie splošťuje, čo dáva ľadovej vode čas na naplnenie nádoby.
   • Pred ponorením do ľadovej vody skúste nádobu mierne vychladnúť. Výsledkom bude viac vzduchu v plechovke a menšie deformácie.
3. 3 Vysvetlite teóriu experimentu. Informácie uvedené v časti Ako to funguje, pomôžu študentom pochopiť, prečo bola nádoba stlačená. Opýtajte sa ich, či sa vysvetlenie zhoduje s ich myšlienkami, pre ktoré prišli s vlastnými experimentmi.

Tipy

• Nádobu ponorte do vody kliešťami, nenechajte ju spadnúť.

Varovania

• Dóza a voda v nej budú horúce. Nechajte účastníkov experimentu stáť za vami, pretože plechovka je ponorená do vody, aby im neublížil náhly sprej horúcej vody.
• Deti staršie ako 12 rokov môžu experiment vykonať sami, ale iba pod dohľadom dospelých! Nikdy nedovoľte, aby experiment robilo viac ako jedna osoba súčasne, pokiaľ tam nie je aj viac ako jeden vedúci.

Čo potrebuješ

• Prázdne hliníkové plechovky od limonády
• Kliešte sú dostatočne veľké na to, aby pohodlne držali horúcu nádobu
• Plynový alebo elektrický sporák alebo Bunsenov horák
• Miska studenej vody