Możesz zmiażdżyć puszkę po napojach za pomocą źródła ciepła i miski z wodą. Jest to wizualna demonstracja kilku prostych zasad naukowych, w tym ciśnienia wody i koncepcji próżni. Eksperymenty te mogą być przeprowadzane przez nauczyciela jako pokaz lub przez starszych uczniów pod nadzorem.
Krok
Część 1 z 3: Kruszenie puszek po napojach gazowanych
Krok 1. Wlej trochę wody do pustej puszki po napojach
Opłucz puszkę po napoju wodą i pozostaw około 15-30 ml (1-2 łyżki stołowe) wody w puszce. Jeśli nie masz łyżki stołowej, po prostu wlej tyle wody, aby zakryła dno puszki.
Krok 2. Przygotuj miskę lodowatej wody
Napełnij miskę zimną wodą i lodem lub wodą schłodzoną w lodówce. Miska na tyle głęboka, by zanurzyć puszkę, ułatwi eksperyment, ale nie jest to obowiązkowe. Czysta miska ułatwi Ci zobaczenie, jak puszka się kruszy.
Krok 3. Weź bryzgoszczelne okulary i zaciski
W tym eksperymencie podgrzejesz puszkę sody, aż woda w niej się zagotuje, a następnie szybko ją przeniesiesz. Wszyscy w pobliżu musieli nosić gogle bryzgoszczelne na wypadek, gdyby gorąca woda chlapnęła im do oczu. Będziesz także potrzebować szczypiec, aby podnieść gorącą puszkę bez poparzenia, a następnie odwróć ją w misce z lodowatą wodą. Ćwicz podnoszenie puszek szczypcami, aby mieć pewność, że możesz je mocno podnieść.
Kontynuuj tylko pod nadzorem osoby dorosłej
Krok 4. Podgrzej puszkę na kuchence
Umieść puszkę z napojem gazowanym bezpośrednio nad piecem, a następnie ustaw poziom grzania na niski. Pozwól wodzie zagotować się na zewnątrz puszki, musując i wypuść parę przez około 30 minut.
- Jeśli poczujesz coś dziwnego lub metalicznego, natychmiast przejdź do następnej sekcji. Woda może się gotować lub ciepło jest zbyt wysokie, powodując stopienie atramentu lub aluminium w puszce.
- Jeśli Twój piec nie może ogrzać puszki po napoju, użyj płyty grzejnej lub użyj szczypiec z żaroodpornymi uchwytami, aby przytrzymać puszkę po napoju na kuchence.
Krok 5. Użyj szczypiec, aby odwrócić gorącą puszkę w zimnej wodzie
Trzymaj zacisk dłonią skierowaną do góry. Użyj szczypiec, aby podnieść puszkę, a następnie szybko przewróć ją na zimną wodę, zanurzając puszkę w misce z wodą.
Przygotuj się na głośny huk, ponieważ puszka szybko się rozbija
Część 2 z 3: Jak to działa
Krok 1. Dowiedz się o ciśnieniu powietrza
Powietrze wokół ciebie ściska ciebie i wszystko inne pod ciśnieniem 101 kPa (14,7 funtów na cal kwadratowy), gdy jesteś na poziomie morza. Ten nacisk jest zwykle wystarczający, aby rozbić puszkę, a nawet osobę! Nie dzieje się tak, ponieważ powietrze w puszce po napojach (lub jakiejkolwiek innej substancji w twoim ciele) wypycha się z takim samym ciśnieniem i ponieważ ciśnienie powietrza rozprasza je, naciskając na nas we wszystkich kierunkach jednakowo.
Krok 2. Dowiedz się, co się dzieje, gdy podgrzewasz puszkę wody
Gdy woda w puszce się zagotuje, możesz zobaczyć, jak woda zaczyna opuszczać puszkę w postaci kropelek wody w powietrzu lub pary. Część powietrza z puszki jest wypychana podczas wrzenia, aby zrobić miejsce dla rozszerzających się kropel wody.
- Mimo że puszka straciła w środku powietrze, jeszcze się nie roztrzaskała, ponieważ wilgoć zawarta w powietrzu wyciskała się od środka.
- Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej podgrzewasz ciecz lub gaz, tym bardziej się rozszerzają. Jeśli jest w zamkniętym pojemniku, aby się nie rozszerzać, ciecz lub gaz ulega jeszcze większej kompresji.
Krok 3. Zrozum proces zmiażdżonych puszek
Gdy puszka jest obracana w lodowatej wodzie, sytuacja zmienia się dwojako. Po pierwsze, puszka nie ma już kontaktu z powietrzem, ponieważ woda blokuje otwór. Po drugie, wilgoć w puszce może szybko ostygnąć. Para wodna ponownie kurczy się do swojej początkowej objętości, stając się ilością wody na dnie puszki. Nagle pomieszczenie stało się puste – nawet powietrza! Powietrze, które napierało z zewnątrz puszki nagle nie miało ciśnienia od wewnątrz, niszcząc w ten sposób wnętrze.
Przestrzeń, w której nic nie ma, nazywa się próżnia.
Krok 4. Przyjrzyj się dokładnie puszce pod kątem innych efektów tego eksperymentu
Pojawienie się próżni lub pustej przestrzeni w puszce ma inny efekt niż rozbicie puszki. Przyjrzyj się uważnie puszce, gdy zanurzasz ją w wodzie, a następnie podnieś ją. Możesz zauważyć, że trochę wody dostaje się do puszki, a następnie znowu kapie. Dzieje się tak, ponieważ ciśnienie wody naciska na otwory w puszce, ale niewiele może wypełnić puszkę, zanim aluminium się rozpadnie.
Część 3 z 3: Pomaganie uczniom w nauce z eksperymentów
Krok 1. Zapytaj uczniów, dlaczego puszka została zmiażdżona
Zwróć uwagę, czy uczniowie mają jakieś pomysły na temat tego, co stało się z puszką. Na tym etapie nie zgadzaj się ani nie obwiniaj ich odpowiedzi. Zaakceptuj każdy pomysł i poproś uczniów o wyjaśnienie ich procesów myślowych.
Krok 2. Pomóż uczniom pomyśleć o odmianach eksperymentu
Poproś uczniów, aby przeprowadzili nowe eksperymenty w celu przetestowania swoich pomysłów i zapytaj ich, co ich zdaniem wydarzy się, zanim przeprowadzą nowy eksperyment. Jeśli nie mogą wymyślić nowego eksperymentu, pomóż im. Oto kilka przydatnych odmian:
- Jeśli uczeń uważa, że to woda (a nie wilgoć) w puszce jest przyczyną rozbicia puszki, pozwól mu napełnić całą puszkę wodą i obserwuj, czy puszka pęka.
- Przeprowadź ten sam eksperyment z mocniejszym pojemnikiem. Trwalsze materiały rozpadają się dłużej, co da wodzie z lodem więcej czasu na napełnienie puszki.
- Spróbuj schłodzić puszkę przez chwilę przed włożeniem jej do lodowatej wody. Spowoduje to, że w puszce znajdzie się więcej powietrza, dzięki czemu zgniecenie będzie mniej dotkliwe.
Krok 3. Wyjaśnij teorię stojącą za tym eksperymentem
Skorzystaj z informacji w sekcji Jak to działa, aby nauczyć uczniów, dlaczego puszki pękają. Zapytaj ich, czy te informacje pasują do pomysłu, który wymyślili podczas eksperymentu.
Porady
Zanurz puszkę w wodzie za pomocą szczypiec i nie upuszczaj jej
Ostrzeżenie
- Puszka i woda w niej będą gorące. Poproś publiczność, aby wycofała się, gdy puszka zostanie przewrócona w wodzie, aby uniknąć zranienia od gorących rozprysków.
- Starsze dzieci (w wieku 12+) mogą to robić same, ale tylko pod opieką osoby dorosłej! Nigdy nie pozwalaj więcej niż jednej osobie na demonstrację, chyba że obecny jest więcej niż jeden przełożony.
