Cum să zdrobiți o cana cu presiunea aerului

Pregătiți un castron de apă cu gheață. Umpleți un castron cu apă rece și gheață sau cu apă în frigider pentru a se răci. Pentru a simplifica experimentul, poate fi recomandabil, chiar dacă nu este necesar, să folosiți un castron suficient de adânc pentru a ține recipientul. Un castron curat va facilita, de asemenea, observarea procesului de zdrobire.

Pregătiți o pereche de ochelari de protecție și clești. În timpul experimentului va trebui să încălziți cutia de aluminiu până când apa din interior se fierbe, apoi mutați-o repede. Toți cei prezenți trebuie să poarte o pereche de ochelari de stropit pentru a se proteja de eventualele stropi de apă fierbinte. Veți avea nevoie, de asemenea, de o pereche de clește pentru a prinde cana fierbinte fără a arde și ao întoarce cu capul în jos în vasul cu apă rece. Încercați să prindeți cutia cu clește, pentru a vă asigura că o puteți ridica ferm.

Încălziți cutia pe sobă. Așezați aluminiul pe verticală pe o sobă, la căldură scăzută. Aduceți apa la fierbere și lăsați-o să iasă din cutie, făcând bule și eliberând vaporii de apă timp de aproximativ treizeci de secunde.

Utilizați clești pentru a răsturna cutia de fierbere în apă rece. Țineți cleștii cu palma mâinii în sus. Ridicați cutia cu chingile, apoi rotiți-o și împingeți-o în castron cu apă rece.

Imaginați-vă ce se întâmplă atunci când recipientul de apă este încălzit. Când apa conținută în recipient poate atinge temperatura de fierbere, aceasta va începe să se evapore în formă de picături mici sau vapori de apă. Pentru a face loc norului de picături de apă extinse, o parte din aerul din interiorul recipientului va fi împins.

Înțelegeți de ce se pot zdrobi. Când recipientul este răsturnat cu apă gheață, starea lui se schimbă din două puncte de vedere. În primul rând, trecerea aerului în recipient nu mai este posibilă, deoarece deschiderea acestuia este obstrucționată de apă. În al doilea rând, vaporii de apă conținute în cutie încep să se răcească rapid. Vaporii de apă revin apoi la volumul inițial, adică la cantitatea mică de apă prezentă inițial pe fundul recipientului. Interiorul cutiei devine brusc aproape complet gol, fara aer chiar! Aerul, care continuă să exercite presiune din afară, nu găsește brusc nimic care se opune rezistenței pe partea opusă și astfel reușește să zdrobească cana spre interior.

Uită-te cu atenție la cutie pentru a descoperi un alt aspect al experimentului. În plus față de zdrobirea canei în sine, aspectul în interiorul cutiei de gol, sau un spațiu care nu conține nimic, de asemenea, cauzează un alt efect. Priviți cu atenție recipientul pe măsură ce îl scufundați în apă și ridicați-l. Este posibil să observați o cantitate mică de apă care este aspirată în ea, apoi să se scurgă din nou. Acest fenomen este cauzat de presiunea apei, care exercită o forță împotriva deschiderii cutiei, dar cu o asemenea forță încât să fie în măsură să umple doar o parte din ea înainte ca aluminiul este zdrobit.

Ajutați elevii să dezvolte câteva variații ale experimentului. Cereți-le să vină cu noi experimente pentru a testa ideile lor și să le întrebe ce crede că se vor întâmpla înainte de a începe noul experiment. Dacă au probleme de procesare, ajutați-i. Iată câteva variante care ar putea ajuta: