Plechovku na sodovku můžete rozdrtit pouhým zdrojem tepla a miskou vody. Toto je vizuální ukázka některých jednoduchých vědeckých principů, včetně tlaku vody a konceptu vakua. Tyto experimenty může provádět učitel jako ukázka nebo starší studenti pod dohledem.
Krok
Část 1 ze 3: Drcení plechovek od sodovky
Krok 1. Nalijte trochu vody do prázdné plechovky od sody
Vypláchněte plechovku sody vodou a v plechovce ponechte asi 15-30 ml (1-2 polévkové lžíce) vody. Pokud nemáte polévkovou lžíci, stačí nalít tolik vody, aby pokryla dno plechovky.
Krok 2. Připravte si misku ledové vody
Naplňte misku studenou vodou a ledem nebo vodou, která byla chlazena v chladničce. Miska dostatečně hluboká na ponoření plechovky usnadní experiment, ale není povinná. Čistá mísa vám usnadní pohled na rozpadající se plechovku.
Krok 3. Vezměte si brýle a svorky odolné proti stříkající vodě
V tomto experimentu budete tuto plechovku sody zahřívat, dokud se voda v ní nevaří, a poté ji rychle přenést. Všichni poblíž museli nosit ochranné brýle proti stříkající vodě, kdyby jim do očí stříkala horká voda. Budete také potřebovat kleště, abyste zvedli horkou plechovku, aniž byste se popálili, a pak ji otočte v misce ledové vody. Procvičte si sbírání plechovek kleštěmi, abyste si byli jisti, že je můžete uchopit pevně.
Pokračujte pouze pod dohledem dospělé osoby
Krok 4. Zahřejte plechovku na sporáku
Umístěte plechovku sody přímo nad sporák a poté snižte stupeň ohřevu na minimum. Nechte vodu vařit mimo plechovku, bublajte a vypusťte páru asi 30 minut.
- Pokud cítíte něco zvláštního nebo kovového, okamžitě přejděte k další části. Voda může vřít nebo je teplo příliš vysoké, což způsobí roztavení inkoustu nebo hliníku v plechovce.
- Pokud vaše kamna neumí ohřát plechovku od sodovky, použijte plotýnku nebo kleště s žáruvzdornými držadly přidržte plechovku sody na kamnech.
Krok 5. Pomocí kleští otočte horkou plechovku ve studené vodě
Držte svorku dlaní nahoru. Pomocí kleští vezměte plechovku, poté ji rychle převraťte přes studenou vodu a ponořte plechovku do misky s vodou.
Připravte se na hlasitý třesk, protože plechovka se rychle rozbije
Část 2 ze 3: Jak to funguje
Krok 1. Zjistěte více o tlaku vzduchu
Když jste na hladině moře, vzduch kolem vás stlačí vás i všechno ostatní tlakem 101 kPa (14,7 liber na čtvereční palec). Tento tlak obvykle stačí k rozbití plechovky nebo dokonce osoby! To se nestává, protože vzduch v sodovce (nebo jakákoli jiná látka ve vašem těle) tlačí ven stejným tlakem a protože tlak vzduchu ho rozptyluje tím, že na nás tlačí ve všech směrech stejně.
Krok 2. Zjistěte, co se stane, když ohřejete plechovku vody
Když voda v plechovce vře, můžete vidět, jak voda začíná opouštět kapky vody ve vzduchu nebo v páře. Část vzduchu v plechovce se během varu vytlačuje ven, aby se vytvořil prostor pro rozpínající se kapičky vody.
- Přestože plechovka ztratila uvnitř vzduch, ještě se nerozbila, protože vlhkost přítomná ve vzduchu vytlačila zevnitř.
- Obecně platí, že čím více kapalinu nebo plyn zahřejete, tím více expanduje. Pokud je v uzavřené nádobě, takže se neroztahuje, kapalina nebo plyn se stlačí ještě více.
Krok 3. Pochopte proces rozdrcených plechovek
Když se plechovka převrátí v ledové vodě, situace se změní dvěma způsoby. Za prvé, plechovka již není ve styku se vzduchem, protože otvor blokuje voda. Za druhé, vlhkost v plechovce se může rychle ochladit. Vodní pára se opět zmenší na svůj původní objem a stane se množstvím vody na dně plechovky. Najednou se místnost vyprázdnila - dokonce ani vzduch! Vzduch, který tlačil z vnější strany plechovky, najednou neměl žádný tlak zevnitř, a tak zničil vnitřek.
Prostor, který v sobě nic nemá, se nazývá vakuum.
Krok 4. Podívejte se pozorně na plechovku pro další efekty tohoto experimentu
Vzhled vakua nebo prázdného prostoru v plechovce má jiný účinek, než způsobení roztříštění plechovky. Pečlivě sledujte plechovku při ponoření do vody a poté ji zvedněte. Můžete si všimnout, že se do plechovky dostane trochu vody a poté znovu odkape. Důvodem je, že tlak vody tlačí na otvory v plechovce, ale jen málo může naplnit plechovku, než se hliník rozpadne.
Část 3 ze 3: Pomáháme studentům učit se z experimentů
Krok 1. Zeptejte se studentů, proč byla plechovka rozdrcena
Všimněte si, pokud mají studenti nějaké představy o tom, co se s plechovkou stalo. V této fázi nesouhlaste s jejich odpověďmi ani je neobviňujte. Přijměte každou myšlenku a požádejte studenty, aby vysvětlili své myšlenkové pochody.
Krok 2. Pomozte studentům přemýšlet o variacích v experimentu
Požádejte studenty, aby provedli nové experimenty, aby otestovali své nápady, a zeptejte se jich, co si myslí, že se stane, než provedou nový experiment. Pokud nemohou myslet na nový experiment, pomozte jim. Zde jsou některé varianty, které mohou být užitečné:
- Pokud si student myslí, že je voda (nikoli vlhkost) v plechovce důvodem, proč se plechovka roztříští, nechte studenta naplnit celou plechovku vodou a sledujte, zda se plechovka nerozbije.
- Zkuste stejný experiment se silnějším kontejnerem. Silnější materiály se budou rozpadat déle, což poskytne ledové vodě více času na naplnění plechovky.
- Zkuste plechovku na chvíli vychladit, než ji dáte do ledové vody. To způsobí, že v plechovce bude obsaženo více vzduchu, takže drcení bude méně závažné.
Krok 3. Vysvětlete teorii tohoto experimentu
Pomocí informací v části Jak to funguje, naučíte studenty, proč se plechovky roztříští. Zeptejte se jich, zda tyto informace odpovídají myšlence, se kterou přišli během experimentu.
Tipy
Ponořte plechovku do vody pomocí kleští a nenechte ji spadnout
Varování
- Plechovka a voda v ní budou horké. Nechte publikum couvnout, když je plechovka převrácena ve vodě, aby nedošlo k poranění horkými šploucháními.
- Starší děti (ve věku 12+) to zvládnou samy, ale pouze pod dohledem dospělé osoby! Nikdy nedovolte více než jedné osobě demonstrovat, pokud není přítomen více než jeden supervizor.
