תוֹכֶן

• צעדים
• חלק 1 מתוך 3: איך משטחים פחית לימונדה מאלומיניום
• חלק 2 מתוך 3: איך זה עובד
• חלק 3 מתוך 3: סיוע לסטודנטים ללמוד באמצעות ניסוי
• טיפים
• אזהרות
• מה אתה צריך

אתה יכול לשטח פחית לימונדה מאלומיניום רק עם מקור חום ומיכל מים. זוהי הדגמה ויזואלית נהדרת של עקרונות מדעיים מסוימים, כולל לחץ אוויר ומושג הוואקום. הניסוי יכול להתבצע על ידי מורים או תלמידי תיכון בהנחייתם כניסוי.

צעדים

חלק 1 מתוך 3: איך משטחים פחית לימונדה מאלומיניום

1. 1 יוצקים מעט מים לפח אלומיניום ריק. שוטפים אותו ומשאירים כ-15-30 מיליליטר (1-2 כפיות) מים בתחתית. אם אין לכם כף מדידה, פשוט מכסים את תחתית פחית האלומיניום במים.
2. 2 מכינים קערת מי קרח. ממלאים מיכל במים קרים וקרח או מים ששמורים במקרר. רצוי לקחת קערה מספיק עמוקה בכדי להתאים את כל הצנצנת - אז יהיה קל יותר להתנסות - אך אין בכך צורך. יהיה נוח יותר להתבונן בהשטחת הצנצנת דרך קערה שקופה.
3. 3 מצא משקפי ריתוך וצבת מגן. בניסוי זה, תחממו פחית אלומיניום עד שהמים רותחים בה ולאחר מכן העבירו אותה במהירות. כל המשקיפים והנסיין צריכים להרכיב משקפי מגן במקרה של מים חמים להתיז בעיניהם. תצטרך גם מלקחיים בכדי לקחת את הצנצנת כדי שלא תשרוף את עצמך ולאחר מכן טובלים אותה הפוך בתוך קערת מי קרח. התאמן באחיזת הצנצנת במלקחיים עד שנוח לך להחזיק אותה.
   • המשך בהשגחת מבוגר בלבד.
4. 4 מחממים את הצנצנת על הכיריים. מניחים פחית אלומיניום במהופך על מבער ולאחר מכן מדליקים אש קטנה או חום. נותנים למים לרתיח ונותנים להם לרתיחה ומשחררים אדים למשך כ -30 שניות.
   • אם אתה מבחין בריח מוזר או מתכתי, המשך לשלב הבא מיד. המים עלולים להתבשל או שהחום היה גבוה מדי כך שהצבע או האלומיניום התחילו להימס.
   • אם פח האלומיניום אינו מתאים כראוי על המבער, השתמש בכיריים חשמליות או החזק את הפחית מעל מדורה בעזרת מלקחיים עמידים לחום.
5. 5 השתמש במלקחיים כדי להפוך את הצנצנת החמה הפוכה למים קרים. החזק את המלקחיים כאשר כף ידך כלפי מעלה. קח צנצנת עם מלקחיים, הפוך אותה במהירות קערת מים קרים וטבול אותה בתוכה.
   • היו מוכנים לשמוע קולות חזקים כי הצנצנת יכולה להשתטח די מהר!

חלק 2 מתוך 3: איך זה עובד

1. 1 גלה מהו לחץ אוויר. אוויר לוחץ עלינו ועל כל אובייקט אחר בעוצמה של 101 kPa (קילופאקל) (1 ק"ג לכל סמ"ר) כאשר אתם בגובה פני הים. ובכלל, זה מספיק כדי שהפחית תשטיח את עצמה, או אפילו אדם! אבל זה לא קורה, כיוון שאוויר בתוך הפחית (או החומר בתוך גופנו) נלחץ החוצה באותו כוח, ונראה כי לחץ האוויר מאופס בשל העובדה שהוא לוחץ עלינו באופן שווה מכל הצדדים. .
2. 2 גלה מה קורה כשמחממים צנצנת מים. כשהמים בצנצנת רותחים ניתן לראות כיצד הם מתחילים "לרוץ" בצורה של טיפות קטנות לאוויר - אנו מכירים זאת כקיטור. חלק מהאוויר נדחף מהפחית בשלב זה כדי לפנות מקום לענן מתרחב של טיפות מים.
   • למרות העובדה שהצנצנת מאבדת חלק מהאוויר, היא עדיין לא משתטחת, כיוון שאדים תופסים כעת את המקום של האוויר העקור, שגם הוא לוחץ מבפנים.
   • באופן כללי, ככל שמחממים נוזל או גז יותר, כך הוא מתרחב. אם הוא נמצא במיכל סגור ואינו יכול להתרחב, הלחץ גדל.
3. 3 להבין איך פחית משתטחת. כשהפחית הופכת במים קרים המצב משתנה לשני כיוונים. ראשית, הפחית נשללת מגישה לאוויר, מכיוון שהחור נחסם על ידי מים. שנית, האדים בתוך הפחית מתקררים במהירות. אדי מים נדחסים לנפחו המקורי - כמות זעירה של מים בתחתית הפחית. פתאום עיקר החלל בתוך הצנצנת הוא ללא כלום - אין אפילו אוויר! לאוויר הלוחץ מבחוץ את הפחית כל הזמן הזה כבר אין התנגדות מבפנים, ולכן הוא משטח את הפחית פנימה.
   • חלל שאין בו כלום נקרא לִשְׁאוֹב.
4. 4 התבונן בצנצנת בזהירות במהלך הניסוי וגלה אפקט אחר. למראה של ואקום, או חלל ריק, בתוך הפחית יש תוצאה נוספת מלבד לשטח אותו. תסתכל מקרוב על הצנצנת כאשר אתה טובל אותה במים וכאשר אתה מוציא אותה. תוכל להבחין כיצד מעט מים נשאבים לתוך הצנצנת ואז יוצאים שוב. הסיבה לכך היא שהמים לוחצים על פתח הפחית, אך לחץ זה מספיק רק כדי למלא חלל קטן בתוך פח האלומיניום לפני שהוא משתטח.

חלק 3 מתוך 3: סיוע לסטודנטים ללמוד באמצעות ניסוי

1. 1 שאלו את התלמידים מדוע הצנצנת שטוחה. בדוק אם יש להם מחשבות בנושא. אין לאשר או להכחיש אף אחת מהתשובות בשלב זה. הכירו כל רעיון ובקשו מהתלמידים להסביר את אופן המחשבה שלהם.
2. 2 עזור לתלמידים באפשרויות להסביר את הניסוי. בקשו מהם להמציא ניסויים חדשים כדי לבדוק את הרעיונות שלהם. לפני שתתחיל בניסויים חדשים, שאל אותם מה הם חושבים שיקרה בתהליך. אם הם מתקשים להמציא חוויות חדשות, בואו להציל. להלן כמה אפשרויות שעשויות להועיל לך:
   • אם התלמיד חושב שהמים (ולא הקיטור) שבתוך הצנצנת הם האחראים לשיטוחו, תנו להם למלא את הצנצנת כולה במים ולראות אם היא מתעוותת.
   • נסה את אותו הניסוי עם מיכל נוקשה יותר. חומר חזק יותר ישתרע יותר ויעניק למי קרח זמן למלא את המיכל.
   • נסה לתת לצנצנת להתקרר מעט לפני שאתה שוקע במי קרח. התוצאה תהיה יותר אוויר בפחית ופחות דפורמציה.
3. 3 הסבר את התיאוריה שמאחורי הניסוי. השתמש במידע בסעיף איך זה עובד כדי לעזור לתלמידים להבין מדוע הצנצנת נמעכה. שאל אותם אם ההסבר תואם את הרעיונות שלהם הם הגיעו לניסויים משלהם.

טיפים

• טובלים את הצנצנת במים בעזרת מלקחיים, אין להפיל אותה.

אזהרות

• הצנצנת והמים בתוכה יהיו חמים. תן למשתתפי הניסוי לעמוד מאחוריך כשהפחית שקועה במים כדי שלא ייפגעו מריסוס פתאומי של מים חמים.
• ילדים מעל גיל 12 יכולים לערוך את הניסוי בעצמם, אבל רק בהשגחת מבוגרים! לעולם אל תאפשר ליותר מאדם אחד לבצע ניסוי בכל פעם, אלא אם כן יש יותר ממנהיג אחד.

מה אתה צריך

• פחיות לימונדה ריקות מאלומיניום
• המלקחיים גדולים מספיק בכדי להחזיק את הצנצנת החמה בנוחות
• תנור גז או חשמלי או מבער בונסן
• קערת מים קרים