Conţinut

• Pași
• Partea 1 din 3: Cum să aplatizați o cutie de limonadă din aluminiu
• Partea 2 din 3: Cum funcționează
• Partea 3 din 3: Ajutarea elevilor să învețe prin experiment
• sfaturi
• Avertizări
• De ce ai nevoie

Puteți aplatiza o cutie de limonadă din aluminiu doar cu o sursă de căldură și un recipient cu apă. Aceasta este o mare demonstrație vizuală a anumitor principii științifice, inclusiv presiunea aerului și conceptul de vid. Experimentul poate fi realizat de profesori sau elevi de liceu sub îndrumarea lor ca experiment.

Pași

Partea 1 din 3: Cum să aplatizați o cutie de limonadă din aluminiu

1. 1 Se toarnă apă într-o cutie goală de aluminiu. Clătiți-l și lăsați aproximativ 15-30 de mililitri (1-2 lingurițe) de apă în partea de jos. Dacă nu aveți o lingură de măsurare, acoperiți pur și simplu fundul unei cutii de aluminiu cu apă.
2. 2 Pregătiți un castron cu apă cu gheață. Umpleți un recipient cu apă rece și gheață sau apă care a fost depozitată în frigider. Este recomandabil să luați un castron suficient de adânc pentru a se potrivi întregului borcan - atunci va fi mai ușor să experimentați - dar acest lucru nu este necesar. Va fi mai convenabil să observați aplatizarea borcanului printr-un bol transparent.
3. 3 Găsiți ochelari și clești de sudură de protecție. În acest experiment, veți încălzi o cutie de aluminiu până când apa fierbe în ea și apoi o veți transfera rapid. Toți observatorii și experimentatorul ar trebui să poarte ochelari de protecție în cazul în care apa fierbinte se stropește în ochi. De asemenea, veți avea nevoie de clești pentru a lua borcanul, astfel încât să nu vă ardeți, și apoi înmuiați-l cu susul în jos într-un castron cu apă cu gheață. Încercați să prindeți borcanul cu cleștele până când vă simțiți confortabil să îl țineți.
   • Continuați numai sub supravegherea unui adult.
4. 4 Încălziți borcanul pe aragaz. Așezați o cutie de aluminiu cu capul în jos pe un arzător, apoi porniți foc mic sau căldură. Lăsați apa să fiarbă și lăsați-o să fiarbă și eliberați aburul timp de aproximativ 30 de secunde.
   • Dacă observați un miros ciudat sau metalic, treceți imediat la pasul următor. Este posibil ca apa să fi fiert sau căldura să fi fost prea mare, astfel încât vopseaua sau aluminiul să înceapă să se topească.
   • Dacă cutia de aluminiu nu se potrivește corect pe arzător, folosiți o sobă electrică sau țineți cutia peste foc cu clește rezistentă la căldură.
5. 5 Folosiți clești pentru a răsturna borcanul fierbinte cu capul în jos în apă rece. Țineți cleștele cu palma în sus. Luați un borcan cu clești, întoarceți-l rapid peste un castron cu apă rece și scufundați-l în el.
   • Pregătește-te să auzi zgomote puternice, deoarece borcanul se poate aplatiza destul de repede!

Partea 2 din 3: Cum funcționează

1. 1 Aflați ce este presiunea aerului. Aerul apasă asupra noastră și asupra oricărui alt obiect cu o forță de 101 kPa (kilopascal) (1 kg pe cm2) când vă aflați la nivelul mării. Și, în general, acest lucru este suficient pentru ca recipientul să se aplatizeze, sau chiar o persoană! Dar acest lucru nu se întâmplă, deoarece aerul din cutie (sau materia din interiorul corpului nostru) este presat spre exterior cu aceeași forță, iar presiunea aerului pare a fi redusă la zero datorită faptului că ne apasă uniform din toate părțile .
2. 2 Aflați ce se întâmplă când încălziți un borcan cu apă. Când apa din borcan fierbe, puteți vedea cum începe să „curgă” sub formă de picături mici în aer - știm asta ca abur. O parte din aer este împins afară din cutie în acest moment pentru a face loc unui nor în expansiune de picături de apă.
   • În ciuda faptului că borcanul pierde o parte din aer, tot nu se aplatizează, deoarece aburul ia acum locul aerului deplasat, care presează și din interior.
   • În general, cu cât încălziți mai mult un lichid sau un gaz, cu atât se extinde mai mult. Dacă se află într-un recipient închis și nu se poate extinde, atunci presiunea crește.
3. 3 Înțelegeți cum o cutie se aplatizează. Când cutia este cu capul în jos în apă rece, situația se schimbă în două direcții. În primul rând, cutia este lipsită de accesul la aer, deoarece gaura este blocată de apă. În al doilea rând, aburul din interiorul cutiei se răcește rapid. Vaporii de apă sunt comprimați la volumul inițial - o cantitate mică de apă în partea de jos a cutiei. Dintr-o dată, cea mai mare parte a spațiului din interiorul borcanului este fără nimic - nu există nici măcar aer acolo! Aerul care a apăsat pe exteriorul cutiei în tot acest timp nu mai are nicio rezistență din interior, așa că aplatizează cutia spre interior.
   • Se numește un spațiu în care nu există nimic vid.
4. 4 Observați cu atenție borcanul în timpul experimentului și descoperiți un alt efect. Apariția unui vid sau a unui spațiu gol în interiorul cutiei are o altă consecință în afară de aplatizarea acestuia. Aruncați o privire atentă la borcan când îl scufundați în apă și când îl scoateți. Veți putea observa cum este aspirată puțină apă în borcan și apoi iese din nou. Acest lucru se datorează faptului că apa se apasă de deschiderea cutiei, dar această presiune este suficientă doar pentru a umple doar un spațiu mic în interiorul cutiei de aluminiu înainte ca aceasta să se aplatizeze.

Partea 3 din 3: Ajutarea elevilor să învețe prin experiment

1. 1 Întrebați elevii de ce borcanul este turtit. Vedeți dacă au vreun gând cu privire la asta. Nu confirmați sau refuzați niciunul dintre răspunsuri în această etapă. Recunoașteți fiecare idee și cereți elevilor să-și explice trenul de gândire.
2. 2 Ajutați elevii cu opțiuni pentru a explica experimentul. Rugați-i să vină cu noi experimente pentru a-și testa ideile. Înainte de a începe noi experimente, întrebați-i ce cred ei că se va întâmpla în acest proces. Dacă le este greu să vină cu noi experiențe, veniți în ajutor. Iată câteva opțiuni pe care le-ați putea găsi utile:
   • Dacă elevul crede că apa (și nu aburul) din interiorul borcanului este responsabilă pentru aplatizarea acestuia, lăsați-i să umple întregul borcan cu apă și să vadă dacă se deformează.
   • Încercați același experiment cu un recipient mai rigid. Materialul mai puternic se va aplatiza mai mult timp, oferind timp apei cu gheață pentru a umple recipientul.
   • Încercați să lăsați borcanul să se răcească ușor înainte de a-l scufunda în apă cu gheață. Rezultatul va fi mai mult aer în cutie și mai puțină deformare.
3. 3 Explicați teoria din spatele experimentului. Utilizați informațiile din secțiunea Cum funcționează pentru a ajuta elevii să înțeleagă de ce a fost strivit borcanul. Întrebați-i dacă explicația se potrivește cu ideile lor pentru care au venit cu propriile experimente.

sfaturi

• Scufundați borcanul în apă cu clești, nu îl lăsați să cadă.

Avertizări

• Borcanul și apa din interiorul acestuia vor fi fierbinți. Puneți participanții la experiment să stea în spatele dvs., deoarece recipientul este scufundat în apă, astfel încât să nu fie afectați de stropirea bruscă cu apă fierbinte.
• Copiii cu vârsta peste 12 ani pot efectua experimentul singuri, dar numai sub supravegherea adulților! Nu permiteți niciodată mai multor persoane să efectueze un experiment la un moment dat, cu excepția cazului în care există și mai mulți lideri.

De ce ai nevoie

• Cutii de limonadă goale din aluminiu
• Clestele sunt suficient de mari pentru a ține borcanul fierbinte confortabil
• Aragaz pe gaz sau electric sau arzător Bunsen
• Castron cu apă rece