می توانید یک قوطی نوشابه را فقط با منبع گرما و یک کاسه آب خرد کنید. این یک نمایش بصری از برخی اصول علمی ساده از جمله فشار آب و مفهوم خلاء است. این آزمایشات را می توان توسط معلم به صورت نمایشی یا دانش آموزان ارشد تحت نظارت انجام داد.
گام
قسمت 1 از 3: خرد کردن قوطی های سودا
مرحله 1. مقداری آب را در یک قوطی نوشابه خالی بریزید
قوطی نوشابه را با آب بشویید و حدود 15-30 میلی لیتر (1-2 قاشق غذاخوری) آب در قوطی بگذارید. اگر یک قاشق غذاخوری ندارید ، فقط آب کافی بریزید تا ته قوطی را بپوشاند.
مرحله 2. یک کاسه آب یخ آماده کنید
یک کاسه را با آب سرد و یخ یا با آب سرد شده در یخچال پر کنید. یک کاسه به اندازه کافی برای غوطه ور کردن قوطی ، آزمایش را آسان تر می کند ، اما اجباری نیست. یک کاسه تمیز مشاهده خرد شدن قوطی را برای شما راحت تر می کند.
مرحله 3. لیوان ها و گیره های ضد پاشش را بردارید
در این آزمایش ، شما می توانید این قوطی نوشابه را گرم کنید تا آب موجود در آن بجوشد ، سپس سریع آن را منتقل کنید. در صورت پاشیدن آب داغ در چشمان ، مجبور بودند از عینک ضد آب استفاده کنند. شما همچنین به انبر نیاز دارید تا قوطی داغ را بدون سوزاندن خود بردارید ، سپس آن را در یک کاسه آب یخ زده بریزید. چیدن قوطی ها را با انبر تمرین کنید تا مطمئن شوید که می توانید آنها را محکم بردارید.
فقط با نظارت بزرگسالان اقدام کنید
مرحله 4. قوطی را روی اجاق گاز گرم کنید
قوطی نوشابه را درست روی اجاق گاز قرار دهید ، سپس تنظیم حرارت را روی کم قرار دهید. بگذارید آب خارج از قوطی به صورت حباب دار بجوشد و بخار را حدود 30 دقیقه بگذارید.
- اگر بوی عجیبی یا فلزی احساس کردید ، فوراً به قسمت بعدی بروید. ممکن است آب در حال جوشیدن باشد یا گرمای آن زیاد باشد و باعث ذوب شدن جوهر یا آلومینیوم قوطی شود.
- اگر اجاق گاز شما نمی تواند قوطی نوشابه را گرم کند ، از یک صفحه داغ استفاده کنید یا از انبرهایی با دسته های مقاوم در برابر حرارت برای نگه داشتن قوطی نوشابه روی اجاق استفاده کنید.
مرحله 5. با استفاده از انبر قوطی داغ را در آب سرد برگردانید
گیره را با کف دست رو به بالا نگه دارید. با استفاده از انبر قوطی را بردارید ، سپس آن را سریع روی آب سرد بچرخانید و قوطی را در ظرف آب فرو کنید.
برای صدای بلند آماده شوید زیرا قوطی به سرعت خرد می شود
قسمت 2 از 3: چگونه کار می کند
مرحله 1. با فشار هوا آشنا شوید
هوای اطراف شما و هر چیز دیگری را تحت فشار قرار می دهد ، هنگامی که در سطح دریا هستید با فشار 101 کیلو پاسکال (14.7 پوند بر اینچ مربع) فشار وارد می کنید. این فشار معمولاً برای شکستن قوطی یا حتی یک فرد کافی است! این اتفاق نمی افتد زیرا هوای موجود در نوشابه می تواند (یا هر ماده دیگری در بدن شما) با همان مقدار فشار به بیرون رانده شود و به این دلیل که فشار هوا با فشار دادن یکسان به ما در همه جهات آن را از بین می برد.
مرحله 2. دریابید که وقتی یک قوطی آب را گرم می کنید چه اتفاقی می افتد
وقتی آب داخل قوطی به جوش می آید ، می بینید که آب به صورت قطرات آب در هوا یا بخار شروع به خروج از قوطی می کند. مقداری از هوای قوطی هنگام جوشیدن به بیرون رانده می شود تا فضایی برای افزایش قطرات آب ایجاد شود.
- با وجود اینکه قوطی هوای داخل خود را از دست داده بود ، هنوز خرد نشده بود ، زیرا رطوبت موجود در هوا از داخل فشرده می شد.
- به طور کلی ، هرچه مایع یا گاز را بیشتر گرم کنید ، منبسط آن بیشتر می شود. اگر در یک ظرف بسته باشد تا منبسط نشود ، مایع یا گاز بیشتر فشرده می شود.
مرحله 3. فرآیند قوطی های خرد شده را درک کنید
وقتی قوطی را در آب یخ می چرخانید ، وضعیت از دو جهت تغییر می کند. اول اینکه قوطی دیگر در تماس با هوا نیست زیرا آب مانع باز شدن می شود. دوم ، رطوبت قوطی می تواند به سرعت خنک شود. بخار آب بار دیگر به حجم اولیه خود کوچک می شود و به مقدار آب ته قوطی تبدیل می شود. ناگهان ، اتاق خالی شد - حتی هوا! هوایی که از بیرون قوطی فشار می داد ناگهان از داخل فشاری نداشت و بدین ترتیب داخل آن تخریب شد.
به فضایی گفته می شود که چیزی در آن وجود ندارد خلاء.
مرحله 4. برای مشاهده سایر اثرات این آزمایش ، قوطی را از نزدیک ببینید
ظاهر شدن فضای خالی یا خالی در قوطی یک اثر دیگر دارد جز اینکه باعث می شود قوطی خرد شود. وقتی قوطی را در آب فرو می برید ، با دقت تماشا کنید و سپس آن را بالا بیاورید. ممکن است توجه داشته باشید که مقداری آب وارد قوطی شده و سپس دوباره چکیده می شود. این به این دلیل است که فشار آب به سوراخ های قوطی فشار می آورد ، اما کمی می تواند قوطی را قبل از تجزیه آلومینیوم پر کند.
قسمت 3 از 3: کمک به دانش آموزان برای یادگیری از آزمایشات
مرحله 1. از دانش آموزان بپرسید چرا قوطی خرد شده است
توجه داشته باشید که آیا دانش آموزان در مورد آنچه در قوطی اتفاق افتاده نظری دارند. در این مرحله با پاسخ آنها موافق یا سرزنش نکنید. هر ایده را بپذیرید و از دانش آموزان بخواهید فرایندهای فکری خود را توضیح دهند.
مرحله 2. به دانش آموزان کمک کنید تا در مورد تغییرات آزمایش فکر کنند
از دانش آموزان بخواهید آزمایشات جدیدی را برای آزمایش ایده های خود انجام دهند و از آنها بپرسید که فکر می کنند قبل از انجام آزمایش جدید چه اتفاقی می افتد. اگر آنها نمی توانند به آزمایش جدیدی فکر کنند ، به آنها کمک کنید. در اینجا برخی از تغییرات ممکن است مفید باشد:
- اگر دانش آموز تصور می کند که آب (و نه رطوبت) قوطی دلیل خرد شدن قوطی است ، اجازه دهید دانش آموز کل قوطی را از آب پر کند و مراقب باشید که قوطی خرد شود.
- همین آزمایش را با یک ظرف قوی تر امتحان کنید. تجزیه مواد قوی تر زمان بیشتری می برد ، که به آب یخ زمان بیشتری برای پر کردن قوطی می دهد.
- سعی کنید قبل از قرار دادن قوطی در آب یخ ، آن را برای مدتی خنک کنید. این امر باعث می شود تا هوای بیشتری در قوطی وجود داشته باشد تا شدت خرد شدن کمتر شود.
مرحله 3. نظریه پشت این آزمایش را توضیح دهید
از اطلاعات موجود در قسمت نحوه عملکرد آن برای آموزش چگونگی خرد شدن قوطی ها استفاده کنید. از آنها بپرسید آیا این اطلاعات با ایده ای که در طول آزمایش به وجود آورده اند مطابقت دارد یا خیر.
نکات
با استفاده از انبر قوطی را در آب فرو کنید و آن را رها نکنید
هشدار
- قوطی و آب موجود در آن داغ می شود. هنگام دور زدن قوطی در آب ، از تماشاگران بخواهید عقب نشینی کنند تا از صدمات ناشی از داغ شدن هوا آسیب نبینند.
- کودکان بزرگتر (بالای 12 سال) می توانند این کار را به تنهایی انجام دهند ، اما فقط تحت نظارت بزرگسالان! هرگز اجازه ندهید بیش از یک نفر تظاهرات کند مگر اینکه بیش از یک سرپرست حضور داشته باشد.
