Conţinut

• A calca
• Partea 1 din 3: Zdrobirea unei cutii
• Partea 2 din 3: Cum funcționează
• Partea 3 din 3: Ajutarea elevilor să învețe din experiment
• sfaturi
• Avertizări
• Necesități

Puteți comprima o cutie de sodă cu doar o sursă de căldură și un castron cu apă. Aceasta este o demonstrație excelentă a mai multor principii fizice, inclusiv presiunea aerului și conceptul de vid. Experimentul poate fi făcut de un profesor ca demonstrație sau sub supraveghere, de către elevi.

A calca

Partea 1 din 3: Zdrobirea unei cutii

1. Puneți puțină apă într-o cutie de sodă goală. Clătiți cutia cu puțină apă, apoi adăugați aproximativ 15-30 ml (1-2 linguri) de apă în cutie. Dacă nu aveți o lingură, puneți suficientă apă în cutie pentru a acoperi fundul.
2. Pregătiți un castron cu apă cu gheață. Umpleți un castron cu apă rece și gheață sau cu apă răcită în frigider. Folosiți un castron suficient de adânc pentru a efectua experimentul, dar acest lucru nu este necesar. Un castron clar face mai ușor să vedeți comprimatul comprimat.
3. Puneți ochelari de protecție și folosiți clește. În acest experiment, încălziți o cutie până când fierbe apa din cutie, apoi scufundați cutia sub apă. Toți cei din apropiere trebuie să poarte ochelari de siguranță în cazul în care se va stropi cu apă fierbinte. De asemenea, aveți nevoie de clești pentru a ridica cutia, fără să vă ardeți și să o scufundați în apă. Exersați să ridicați cutia de câteva ori pentru a vă asigura că aveți o aderență fermă.
   • Procedați numai sub supravegherea unui adult.
4. Încălziți cutia pe aragaz. Așezați cutia în poziție verticală pe un arzător mic și reduceți căldura. Aduceți apa la fierbere și lăsați-o să fiarbă aproximativ 30 de secunde.
   • Dacă mirosiți ceva ciudat sau metalic, treceți direct la partea următoare. Este posibil ca apa să fi fiert uscată sau să fi setat căldura prea mare, provocând topirea cernelii sau a aluminiului din cutie.
   • Dacă aragazul dvs. nu are o bază pentru o cutie, utilizați o plită sau utilizați clești cu mâner rezistent la căldură pentru a ține cutia peste foc.
5. Folosiți cleștele pentru a întoarce cutia în apă rece. Țineți cleștele cu palmele în sus. Folosiți cleștele pentru a ridica cutia, apoi întoarceți-o rapid peste apa rece, apoi scufundați cutia în castron.
   • Nu vă alarmați, deoarece comprimarea cutiei poate face mult zgomot!

Partea 2 din 3: Cum funcționează

1. Presiunea aerului. Aerul din jurul tău se apasă de corpul tău pe toate părțile, cu o presiune de 101 kPa la nivelul mării. Numai acest lucru este suficient pentru a stoarce o cutie, sau chiar tu și cu mine! Acest lucru nu se întâmplă deoarece aerul din cutie (sau materialul din corpul dvs.) împinge afară cu aceeași cantitate de presiune și pentru că presiunea aerului se anulează singură, deoarece acționează asupra unui obiect din toate unghiurile cu aceeași cantitate de presiune .
2. Ce se întâmplă când încălzești cutia cu apă. Când apa din cutie fierbe, puteți vedea că începe să se formeze abur. Acest lucru va împinge o parte din aerul din cutie pentru a face loc norului în creștere de picături de apă.
   • Deși cutia are acum mai puțin aer în interior, nu va fi încă comprimată, deoarece vaporii de apă au luat locul aerului.
   • În general, cu cât se încălzește mai mult un lichid sau un gaz, cu atât se va extinde mai mult. Dacă este un container închis, presiunea va continua să crească, deoarece aerul nu poate scăpa.
3. De ce se comprimă conserva. Dacă cutia este răsturnată, situația se schimbă în două moduri. În primul rând, nu mai poate curge aer în cutie, deoarece intrarea este blocată de apă. În al doilea rând, vaporii de apă din cutie se vor răcori rapid și, prin urmare, vor ocupa mai puțin spațiu și, în cele din urmă, vor reveni la starea inițială, puținul de apă pe care îl punem mai întâi în cutie. Deodată, cea mai mare parte a spațiului din cutie nu mai este ocupată de aer, ci a devenit un vid! Aerul care apasă pe cutie din exterior nu mai este acum compensat, provocând defectarea cutiei.
   • Camera în care nu există aer se numește una vid.
4. Uită-te atent la cutie pentru a vedea un alt efect al experimentului. Prevenirea unui vid în cutie are un alt efect, pe lângă comprimarea cutiei. Acordați o atenție deosebită cutiei atunci când este plasată sub apă. Veți vedea că o cantitate mică de apă este aspirată în cutie și apoi se scurge înapoi. Acest lucru se datorează faptului că apa apasă împotriva deschiderii, dar suficient de tare pentru a umple cutia puțin înainte de comprimarea aluminiului.

Partea 3 din 3: Ajutarea elevilor să învețe din experiment

1. Întrebați elevii de ce se comprimă conserva. Vedeți dacă elevii au o idee despre ce s-a întâmplat cu cutia. Nu confirmați sau infirmați niciuna dintre idei în acest moment. Nu lăsați nicio idee deoparte și lăsați elevii să explice cum s-au gândit la asta.
2. Ajutați studenții să vină cu variante ale experimentului. Noi experimente pentru a-și testa propriile idei și pentru a le cere să prezică ce se va întâmpla înainte de a începe. Dacă le este greu să vină cu ceva, iată câteva variante posibile de sugerat:
   • Dacă un student crede că recipientul este comprimat de apă, nu de vid, cereți-i să umple complet o cutie cu apă și să vadă dacă este comprimată.
   • Încercați același experiment cu un container mai robust. Dacă materialul este mai greu, va dura mai mult timp pentru comprimare, provocând mai multă apă cu gheață să pătrundă în recipient.
   • Încercați să lăsați cutia să se răcească înainte de ao pune în apa cu gheață. Acest lucru va avea ca rezultat mai mult aer în cutie, ceea ce va reduce compresia.
3. Explicați teoria din spatele experimentului. Utilizați informațiile din secțiunea Cum funcționează pentru a explica elevilor de ce este comprimată cutia. Întrebați dacă rezultatul experimentului este de acord cu propriul raționament.

sfaturi

• Nu aruncați recipientul în apă, ci folosiți cleștele pentru a-l scufunda.

Avertizări

• Cutia și apa din ea vor fi foarte fierbinți. De îndată ce așezați conserva în apa rece, permiteți spectatorilor să se distanțeze pentru a evita să fie răniți de stropi de apă fierbinte.
• Copiii mai mari (12+) pot efectua acest experiment ei înșiși, dar numai dacă un adult este acolo pentru a supraveghea! Nu mai mult de o persoană ar trebui să fie implicată în acest experiment simultan, cu excepția cazului în care sunt mai mulți adulți care să asiste.

Necesități

• Cutii de sodiu goale
• Clești suficient de lungi pentru a ține bine cutiile fierbinți, de la distanță
• Plită, plită fierbinte sau arzător Bunsen
• Vino cu apă rece ca gheața