محتوا

• گام برداشتن
• قسمت 1 از 3: خرد کردن قوطی
• قسمت 2 از 3: چگونه کار می کند
• قسمت 3 از 3: کمک به دانش آموزان برای یادگیری از آزمایش
• نکات
• هشدارها
• ضروریات

می توانید یک قوطی نوشابه را به جز منبع حرارت و یک کاسه آب فشرده نکنید. این نمایشی عالی از تعدادی از اصول فیزیکی از جمله فشار هوا و مفهوم خلا است. این آزمایش را می توان توسط معلمی به عنوان نمایش یا زیر نظر دانش آموزان انجام داد.

گام برداشتن

قسمت 1 از 3: خرد کردن قوطی

1. مقداری آب در قوطی نوشابه خالی بریزید. قوطی را با مقداری آب بشویید ، سپس حدود 15-30 میلی لیتر (1-2 قاشق غذاخوری) آب به قوطی اضافه کنید. اگر یک اسکوپ ندارید ، فقط کافی است آب را در قوطی بریزید که کف آن را بپوشاند.
2. یک کاسه آب یخ آماده کنید. یک کاسه را با آب سرد و یخ یا با آبی که در یخچال سرد شده است پر کنید. از کاسه ای استفاده کنید که به اندازه کافی عمیق باشد تا آزمایش انجام شود ، اما لازم نیست. یک کاسه شفاف فشرده شدن قوطی را آسان تر می کند.
3. عینک ایمنی بزنید و از انبر استفاده کنید. در این آزمایش ، شما یک قوطی را گرم می کنید تا زمانی که آب درون قوطی بجوشد ، سپس قوطی را زیر آب غوطه ور می کنید. در صورت پاشیدن آب گرم ، همه افراد در نزدیکی باید از عینک ایمنی استفاده کنند. برای برداشتن قوطی ، بدون سوختن خود ، به انبر نیز نیاز دارید و آن را در آب غوطه ور می کنید. چند بار برداشتن قوطی را تمرین کنید تا مطمئن شوید چسب محکم دارید.
   • فقط زیر نظر یک بزرگسال ادامه دهید.
4. قوطی را روی اجاق گاز گرم کنید. قوطی را به صورت ایستاده روی مشعل کوچک قرار داده و حرارت را کم کنید. آب را بجوشانید و اجازه دهید حدود 30 ثانیه بجوشد.
   • اگر بوی چیز عجیب یا فلزی را حس کردید ، از قسمت بعدی خارج شوید. ممکن است آب خشک جوشیده باشد ، یا گرما را خیلی زیاد تنظیم کرده و باعث ذوب شدن جوهر یا آلومینیوم موجود در قوطی شده باشید.
   • اگر اجاق گاز شما پایه ای برای قوطی ندارد ، از گرمکن استفاده کنید یا از انبرهایی با دسته مقاوم در برابر حرارت برای نگه داشتن قوطی روی آتش استفاده کنید.
5. با استفاده از انبر قوطی را در آب سرد برگردانید. انبردست را با کف دستان خود به سمت بالا بگیرید. با استفاده از انبر قوطی را بردارید ، سپس آن را به سرعت از آب سرد برگردانید ، سپس قوطی را در کاسه غوطه ور کنید.
   • نگران نباشید ، زیرا فشرده سازی قوطی می تواند سر و صدای زیادی ایجاد کند!

قسمت 2 از 3: چگونه کار می کند

1. فشار هوا. هوای اطراف شما از هر طرف با فشار 101 کیلو پاسکال در سطح دریا به بدن شما فشار می آورد. این به تنهایی برای فشردن یک قوطی کافی است ، یا حتی من و شما! این اتفاق نمی افتد زیرا هوای قوطی (یا مواد موجود در بدن شما) با همان مقدار فشار به بیرون رانده می شود و چون فشار هوا خودش را لغو می کند ، زیرا از همه زوایا با همان فشار بر روی یک جسم عمل می کند .
2. هنگامی که قوطی را با آب گرم می کنید چه اتفاقی می افتد. وقتی آب درون قوطی می جوشد ، می بینید که بخار تشکیل می شود. با این کار مقداری از هوای قوطی به بیرون رانده می شود تا فضای بیشتری برای رشد قطرات آب فراهم شود.
   • اگرچه اکنون قوطی دارای هوای کمتری در داخل است ، اما هنوز فشرده نخواهد شد ، زیرا بخار آب جای هوا را گرفته است.
   • به طور کلی ، هرچه مایعات یا گاز بیشتر گرم شود ، منبسط می شود. اگر یک ظرف بسته باشد ، فشار همچنان افزایش می یابد زیرا هوا نمی تواند خارج شود.
3. چرا قوطی فشرده می شود. اگر قوطی وارونه شود ، وضعیت از دو جهت تغییر می کند. اولاً دیگر هیچ هوایی نمی تواند به داخل قوطی سرازیر شود ، زیرا ورودی توسط آب مسدود شده است. ثانیا ، بخار آب درون قوطی به سرعت خنک می شود و بنابراین فضای کمتری را اشغال می کند و در نهایت به حالت اولیه یعنی کمی آب که ابتدا در قوطی می گذاریم برمی گردد. ناگهان بیشتر فضای قوطی دیگر توسط هوا اشغال نمی شود ، بلکه به خلا تبدیل شده است! هوایی که از بیرون به قوطی فشار می آورد اکنون دیگر جبران نمی شود و باعث خرابی قوطی می شود.
   • به اتاقی که هوا وجود نداشته باشد ، اتاق گفته می شود خلا vac.
4. به دقت به قوطی نگاه کنید تا اثر دیگری از آزمایش را ببینید. جلوگیری از خلا in در قوطی علاوه بر فشرده سازی قوطی ، اثر دیگری نیز دارد. هنگام قرار دادن قوطی در زیر آب ، به آن دقت کنید. خواهید دید که مقدار کمی آب به درون قوطی مکیده شده و سپس به بیرون می ریزد. این به این دلیل است که آب در حال فشار دادن به دهانه است ، اما فقط به اندازه کافی سخت است که قبل از فشرده شدن آلومینیوم ، کمی قوطی را پر کنید.

قسمت 3 از 3: کمک به دانش آموزان برای یادگیری از آزمایش

1. از دانش آموزان بپرسید چرا قوطی فشرده می شود. ببینید آیا دانش آموزان تصوری از آنچه روی قوطی رخ داده است دارند یا خیر. در این مرحله هیچ یک از ایده ها را تأیید یا رد نکنید. هیچ ایده ای را کنار نگذارید و اجازه دهید دانش آموزان در مورد چگونگی فکرشان توضیح دهند.
2. به دانش آموزان کمک کنید تا تغییرات مختلفی را در این آزمایش ارائه دهند. آزمایش های جدید برای امتحان ایده های خود و از آنها بخواهید پیش از شروع آنچه را اتفاق می افتد پیش بینی کنند. اگر آنها در تهیه چیزی دشوار هستند ، در اینجا چند گزینه پیشنهادی وجود دارد:
   • اگر دانش آموزی فکر می کند قوطی توسط آب و نه خلا comp فشرده می شود ، از آنها بخواهید که یک قوطی را کاملاً از آب پر کنند و ببینید آیا فشرده شده است.
   • همان آزمایش را با یک ظرف محکم تر امتحان کنید. اگر سنگین تر باشد ، فشرده شدن زمان بیشتری می برد و باعث می شود آب یخ بیشتری وارد ظرف شود.
   • سعی کنید قبل از قرار دادن قوطی در آب یخ بگذارید خنک شود. در نتیجه هوای بیشتری در قوطی ایجاد می شود که باعث کاهش فشرده سازی می شود.
3. تئوری پشت آزمایش را توضیح دهید. از اطلاعات موجود در بخش نحوه کار استفاده کنید تا به دانشجویان دلیل فشرده شدن قوطی را توضیح دهید. بپرسید آیا نتیجه آزمایش با استدلال خود آنها مطابقت دارد؟

نکات

• قوطی را در آب نریزید ، اما با استفاده از انبر آن را غرق کنید.

هشدارها

• قوطی و آب موجود در آن بسیار گرم خواهد بود. به محض قرار دادن قوطی در آب سرد ، اجازه دهید تماشاگران فاصله بگیرند تا از پاشیدن آب گرم آسیب نبینند.
• کودکان بزرگتر (12+) خودشان می توانند این آزمایش را انجام دهند ، اما فقط در صورت بزرگسالی برای نظارت وجود دارد! بیش از 1 نفر نباید هر بار در این آزمایش شرکت کند ، مگر اینکه چندین بزرگسال برای کمک وجود داشته باشد.

ضروریات

• قوطی های نوشابه را خالی کنید
• انبرها به اندازه کافی بلند هستند که قوطی های داغ را از فاصله دور به خوبی نگه دارند
• اجاق گاز ، صفحه داغ یا مشعل Bunsen
• با آب سرد یخ همراه باشید