Sódovku môžete rozdrviť iba pomocou zdroja tepla a misky s vodou. Toto je skvelá vizuálna ukážka niektorých jednoduchých vedeckých princípov vrátane tlaku vzduchu a koncepcie vákua. Experiment môžu demonštrovať učitelia alebo dospelí študenti pod dohľadom.
Kroky
Časť jeden z 3: Drvenie sódovky
- jeden Nalejte trochu vody do prázdnej plechovky od sódy. Plechovku so sódou opláchnite vodou a na dne plechovky nechajte približne 15 - 30 mililitrov (1,0 - 2,0 US lyžice) vody. Ak nemáte odmernú lyžicu, nalejte len toľko vody, aby ste zakryli dno plechovky.
- 2 Pripravte si misku s ľadovou vodou. Naplňte misku studenou vodou a ľadom alebo vodou, ktorá bola uložená v studenej chladničke. Misa dostatočne hlboká na uchytenie plechovky by mohla uľahčiť vykonanie experimentu, ale nie je to potrebné. Priehľadná misa uľahčí sledovanie rozdrvenia plechovky.
- 3 Získajte okuliare a kliešte odolné proti striekajúcej vode. V tomto experimente budete túto plechovku sódy ohrievať, kým voda vo vnútri nebude vrieť, a potom ju rýchlo pohybovať. Všetci v blízkosti by mali mať ochranné okuliare chrániace proti striekajúcej vode pre prípad, že by im k očiam striekla horúca voda. Budete tiež potrebovať kliešte, aby ste chytili horúcu plechovku bez toho, aby ste sa popálili, a potom ju otočte hore dnom do misky s ľadovou vodou. Cvičenie si plechovku naberajte pomocou klieští, aby ste si boli istí, že ju môžu pevne chytiť.
- Pokračujte iba pod dohľadom dospelých.
- 4 Plechovku zohrejeme na sporáku. Položte plechovku sódy kolmo na horák sporáka a potom nastavte nízku teplotu. Vodu necháme zovrieť mimo plechovku, prebublávame a asi tridsať sekúnd vypúšťame vodnú paru.
- Ak zacítite čudný alebo kovový zápach, ihneď prejdite na ďalšiu časť. Voda sa mohla vyvariť alebo mohlo byť príliš vysoké teplo, čo spôsobilo roztavenie atramentu alebo hliníka na plechovke.
- Ak váš horák na kachle nemôže sódovú nádobu podopierať, použite horúcu platňu alebo pomocou klieští s tepelne odolnými rukoväťami držte nádobu na sódu nad sporákom.
- 5 Pomocou klieští otočte horúcu plechovku hore dnom do studenej vody. Držte kliešte dlaňou nahor. Pomocou klieští vyberte plechovku, potom ju rýchlo obráťte nad kúpeľ so studenou vodou a ponorte plechovku do misky s vodou.
- Buďte pripravení na hlasný zvuk, pretože plechovka sa rýchlo rozdrví! Kvôli zvuku sa vyhnite uskutočňovaniu experimentu u detí mladších ako škôlka.
Časť 2 z 3: Ako to funguje
- jeden Dozviete sa viac o tlaku vzduchu. Vzduch okolo vás tlačí proti vám a všetkým ostatným predmetom a pri hladine mora dosahuje tlak až 101 kPa (14,7 libier na štvorcový palec). To by za normálnych okolností stačilo na rozdrvenie plechovky samotnej alebo dokonca človeka! To sa nestane, pretože vzduch vo vnútri nádoby na sódu (alebo materiál vo vašom tele) tlačí rovnakým tlakom smerom von a pretože tlak vzduchu sa „ruší“ tým, že na nás tlačí z každého smeru rovnako.
- 2 Zistite, čo sa stane, keď ohrejete plechovku s vodou. Keď voda v plechovke vrie, môžete vidieť, že voda začína unikať ako malé kvapôčky vo vzduchu alebo v pare. Keď sa to stane, časť vzduchu v plechovke sa vytlačí, aby sa vytvoril priestor pre rozširujúci sa oblak vodných kvapiek.
- Napriek tomu, že plechovka stratí časť vzduchu vo vnútri, ešte sa nerozdrví, pretože vodná para, ktorá nahradila vzduch, namiesto toho tlačí zvnútra.
- Všeobecne platí, že čím viac ohrievate kvapalinu alebo plyn, tým viac sa rozširuje. Ak je to uzavretá nádoba, takže sa nemôže ďalej rozširovať, vyvíja väčší tlak. Toto je známe ako Gay-Lussacov zákon.
- 3 Pochopte, ako sa plechovka rozdrví. Keď sa plechovka v ľadovej vode obráti hore dnom, situácia sa zmení dvoma spôsobmi. Po prvé, plechovka už nie je otvorená pre vzduch, pretože voda blokuje otvor. Po druhé, vodná para vo vnútri plechovky sa opäť rýchlo ochladí. Vodná para sa opäť zmenšuje na pôvodný objem, čo je malé množstvo vody na dne plechovky. Zrazu väčšina priestoru vo vnútri plechovky nemá vôbec nič - ani vzduch! Vzduch, ktorý po celý čas tlačí z vonkajšej strany plechovky, zrazu nemá na druhej strane nič, čo by mu odolávalo, takže plechovku rozdrví dovnútra.
- Priestor, ktorý v sebe nemá nič, sa nazýva a vákuum .
- 4 Pozorne sledujte plechovku a objavte ešte jeden efekt experimentu. Vzhľad vákua alebo prázdneho priestoru vo vnútri plechovky má okrem stlačenia plechovky ešte jeden ďalší účinok. Pozorne sledujte, ako plechovku spúšťate do vody a znova, ako ju vyberáte. Môžete si všimnúť, že do plechovky je nasávané malé množstvo vody a potom opäť vytiekla. Je to preto, že tlak vody tlačí proti otvoreniu plechovky, ale iba natoľko, aby naplnil trochu plechovky pred rozdrvením hliníka. Reklama
Časť 3 z 3: Pomáhame študentom učiť sa z experimentu
- jeden Spýtajte sa študentov, prečo bola plechovka rozdrvená. Zistite, či majú študenti nejaké predstavy o tom, čo sa stalo s plechovkou. V tejto fáze nepotvrdzujte ani nevyvracajte žiadnu z odpovedí. Uznajte každú myšlienku a požiadajte študentov, aby vysvetlili svoj myšlienkový postup.
- 2 Pomôžte študentom prísť s variáciami experimentu. Požiadajte študentov, aby prišli s novými experimentmi, ktoré by otestovali ich nápady, a opýtajte sa ich, čo si myslia, že sa stanú predtým, ako uskutočnia nový experiment. Ak majú problém prísť s novým experimentom, pomôžte im. Tu môže byť užitočných niekoľko variácií:
- Ak si študent myslí, že za rozdrvenie bola zodpovedná voda (nie vodná para) vo vnútri plechovky, nechajte študentov naplniť celú plechovku vodou a skontrolujte, či nie je rozdrvená.
- Vyskúšajte rovnaký experiment s pevnejším kontajnerom. Drvenie ťažšieho materiálu by malo trvať dlhšie, čo dá ľadovej vode viac času na jej naplnenie.
- Skôr ako plechovku dáte do ľadového kúpeľa, pokúste sa ju chvíľu nechať vychladnúť. To povedie k väčšiemu množstvu vzduchu v plechovke a tým k menšiemu stlačeniu.
- 3 Vysvetlite teóriu, ktorá stojí za experimentom. Pomocou informácií v časti Ako to funguje môžete študentov naučiť, prečo bola plechovka rozdrvená. Spýtajte sa ich, či sa to zhoduje s tým, na čo prišli pri svojich experimentoch. Reklama
Otázky a odpovede komunity
Vyhľadávanie Pridať novú otázku- Otázka Aký je účel tohto experimentu?Meredith Juncker, PhD
Vedecká výskumná pracovníčka Meredith Juncker je kandidátkou na PhD v odbore biochémie a molekulárnej biológie na Louisiana State University Health Sciences Center. Jej štúdie sú zamerané na bielkoviny a neurodegeneratívne choroby.Meredith Juncker, PhDOdpoveď experta vedeckého výskumníka Účelom tohto experimentu je demonštrovať fázové zmeny (voda na paru) a vplyv nevyváženého tlaku (kondenzácia pary, ktorá vo vnútri plechovky spôsobuje vákuum = nevyvážený tlak). - Otázka Môžeme plechovku ohriať na horáku?Meredith Juncker, PhD
Vedecká výskumná pracovníčka Meredith Juncker je kandidátkou na PhD v odbore biochémie a molekulárnej biológie na Louisiana State University Health Sciences Center. Jej štúdie sú zamerané na bielkoviny a neurodegeneratívne choroby.Meredith Juncker, PhDOdpoveď vedeckého výskumníka Áno. Len buďte opatrní, aby ste ju udržali na nižšej teplote, aby ste neroztopili svoju plechovku! - Otázka Namiesto vyhrievania plechovky na sporáku, môžem ju položiť na slnko? Nie. Nebude to dosť teplé. Potrebovalo by byť oveľa horúcejšie, takže je dosť teplo na to, aby sa z neho vytvorila vodná para.
- Otázka Môžem dosiahnuť rovnaký výsledok tým, že budem mať v miske teplú vodu a v plechovke studenú vodu? Nie, pretože aby táto nádoba skutočne fungovala, musí byť schopná produkovať vodnú paru.
- Otázka Prečo si myslíte, že množstvo vody vloženej do plechovky ovplyvňuje množstvo, ktoré plechovka rozdrví? Dôvodom je to kvôli množstvu vodnej pary, ktorú produkujete. Pri väčšom množstve vody máte vyšší tlak, takže na plechovku bude pôsobiť väčšia sila.
- Otázka Môžete dosiahnuť rovnaký výsledok vložením prázdnej plastovej fľaše do mrazničky a následným spustením pod horúcou vodou? Fľaša sa bude rozpínať so vzduchom vo vnútri, takže nebude tryskať ako balón.
- Otázka Po rozdrvení konzervy, prečo po vytiahnutí z vody z nej vyliezla voda? Dymová voda bola vtlačená do studenej vody a studená voda bola nasávaná do plechovky.
- Otázka Môžem to urobiť s fľašou vody? Áno. Funguje to s fľašou s vodou.
- Ktorá premenná sa mení? Odpoveď
Reklama
Video . Použitím tejto služby môžu byť niektoré informácie zdieľané s YouTube.
Tipy
- Plechovku radšej spustite kliešťami do vody, ako by ste ju mali pustiť.
Reklama
Varovania
- Staršie deti (od 12 rokov) môžu túto činnosť vykonávať sami, ale iba pod dohľadom dospelých! Nikdy nedovoľte, aby demonštráciu vykonala viac ako jedna osoba, pokiaľ nie je prítomný viac ako jeden vedúci.
- Plechovka a voda vo vnútri budú horúce. Nechajte účastníkov stáť dozadu, keď sa plechovka prevráti do vody, aby ste sa nezranili rozstrekovaním horúcej vody.
Veci, ktoré budete potrebovať
- Prázdne hliníkové plechovky od sódy
- Kliešte dostatočne veľké na to, aby sa s nimi dalo horúcou plechovkou pohodlne manipulovať
- Sporák, varná platňa alebo Bunsenov horák
- Misa studenej vody
