Murendage purk õhurõhuga

Sisu

Astuda
1. osa 3-st: purgi purustamine
Osa 2 3: Kuidas see töötab
3. osa 3-st: Aidake õpilastel katsest õppida
Näpunäited
Hoiatused
Vajadused

Sooda purki saab kokku suruda ainult soojusallika ja kausitäie veega. See näitab suurepäraselt mitmeid füüsikalisi põhimõtteid, sealhulgas õhurõhku ja vaakumi mõistet. Katse võib teha õpetaja näitena või õpilaste juhendamisel.

Astuda

1. osa 3-st: purgi purustamine

Pange veidi vett tühja sooda sisse. Loputage purki vähese veega, seejärel lisage purki umbes 15–30 ml (1–2 spl) vett. Kui teil pole kühvlit, pange lihtsalt purki nii palju vett, et see kataks põhja.
Valmistage kauss jäävett. Täida kauss külma vee ja jääga või külmkapis jahutatud veega. Selleks kasutage katse läbiviimiseks piisavalt sügavat kaussi, kuid see pole vajalik. Selge kauss muudab purgi kokkusurumise hõlpsamaks.
Pange kaitseprillid ja kasutage tangid. Selles katses kuumutate purki, kuni purgis olev vesi keeb, ja siis kastke purk vee alla. Kõik läheduses olevad inimesed peaksid kandma kaitseprille juhuks, kui sooja vett pritsima peaks. Samuti peate purki üles võtma, ilma et see ennast põletaks, ja vette vette. Harjutage purgi võtmist paar korda, et veenduda kindlas haardes.
- Jätkake ainult täiskasvanu järelevalve all.
Kuumuta konserv pliidil. Asetage purk püsti väikesele põletile ja keerake kuumus madalaks. Pange vesi keemiseni ja laske sellel keeda umbes 30 sekundit.
- Kui tunnete midagi kummalist või metallist lõhna, jätke otse järgmise osa juurde. Vesi võib olla kuivanud või olete kuumuse liiga kõrgeks seadnud, põhjustades tindi või purgi alumiiniumi sulamise.
- Kui teie pliidil pole purgi alust, kasutage pliiti või hoidke purki tulekahju hoidmiseks kuumakindla käepidemega tangidega.
Tangide abil keerake purk külmas vees ümber. Hoidke tangid peopesadega ülespoole. Võtke tangide abil purk üles, keerake see kiiresti külma veega üle ja uputage purk kaussi.
- Ärge muretsege, sest purgi kokkusurumine võib tekitada palju müra!

Osa 2 3: Kuidas see töötab

Õhurõhk. Ümbritsev õhk surub teie keha igast küljest vastu, rõhul 101 kPa merepinnal. Ainuüksi sellest piisab purgi või isegi teie ja minu pressimiseks! Seda ei juhtu seetõttu, et purgi õhk (või teie kehas olev materjal) surub sama suure rõhuga välja ja kuna õhurõhk tühistab ennast, kuna see mõjub objektile kõigi nurkade alt sama rõhuga .
Mis juhtub, kui kuumutate purki veega. Kui purgi vesi keeb, on näha, et aur hakkab tekkima. See surub osa purgi õhust välja, et teha ruumi kasvavale veepiiskade pilvele.
- Kuigi purgil on nüüd seest vähem õhku, ei tihendata seda veel, sest veeaur on õhu asemele asunud.
- Üldiselt, mida rohkem vedelikku või gaasi kuumutatakse, seda rohkem see laieneb. Kui tegemist on suletud mahutiga, suureneb rõhk jätkuvalt, kuna õhk ei pääse välja.
Miks purk kokku surutakse. Kui purk tagurpidi pööratakse, muutub olukord kahel viisil. Esiteks ei saa purki enam õhku voolata, sest sissepääsu blokeerib vesi. Teiseks, purgis olev veeaur jahtub kiiresti ja võtab seetõttu vähem ruumi ning jõuab lõpuks tagasi algsesse olekusse - vähese veega, mille kõigepealt purki paneme. Järsku ei hõivata enamikku purgi ruumist õhk, vaid see on muutunud vaakumiks! Õhk, mis purki väljastpoolt surub, ei ole enam kompenseeritud, mistõttu purk ebaõnnestub.
- Ruumi, kus õhku pole, nimetatakse üheks vaakum.
Katse teise efekti nägemiseks vaadake purki hoolikalt. Vaakumi vältimisel purgis on peale purgi kokkusurumise veel üks mõju. Pange hoolikalt tähele purki, kui see pannakse vee alla. Näete, et väike kogus vett imetakse purki ja tilgub sealt tagasi. Seda seetõttu, et vesi surub vastu ava, kuid on piisavalt tugev, et purki enne alumiiniumi kokkusurumist natuke täita.

3. osa 3-st: Aidake õpilastel katsest õppida

Küsige õpilastelt, miks purki kokku surutakse. Vaadake, kas õpilastel on aimu, mis purgiga juhtus. Ärge kinnitage ega lükka siinkohal ühtegi ideed tagasi. Ärge jätke ühtegi ideed kõrvale ja laske õpilastel selgitada, kuidas nad sellest mõtlesid.
Aidake õpilastel katse variatsioone välja mõelda. Uued katsed oma ideede proovimiseks ja paluge neil enne alustamist ennustada, mis juhtuma hakkab. Kui neil on raske midagi välja mõelda, on siin mõned võimalikud variatsioonid:
- Kui õpilane arvab, et purki surub kokku vesi, mitte vaakum, laske neil täita purk veega täielikult ja vaadake, kas see on kokku surutud.
- Proovige sama katset kasutada tugevama konteineriga. Kui materjal on raskem, võtab selle kokkusurumine kauem aega, mistõttu mahutisse satub rohkem jäävett.
- Enne jäävette asetamist proovige purki jahtuda. Selle tulemuseks on purki rohkem õhku, mis vähendab kokkusurumist.
Selgitage katse teooriat. Kasutage jaotises Kuidas see töötab teavet, et selgitada õpilastele purgi kokkusurumise põhjust. Küsige, kas katse tulemus vastab nende endi põhjendustele.

Näpunäited

Ärge visake purki vette, vaid kasutage selle uputamiseks tangidega.

Hoiatused

Purk ja vesi selles on väga kuum. Niipea, kui panete purki külma vette, laske pealtvaatajatel distantseeruda, et vältida kellegi vigastamist kuuma vee pritsmete eest.
Vanemad lapsed (12+) saavad seda katset ise läbi viia, kuid ainult siis, kui juhendamiseks on täiskasvanu! Selles katses ei tohi korraga osaleda rohkem kui 1 inimene, välja arvatud juhul, kui abiks on mitu täiskasvanut.