Wkono

Hvordan knuse en boks med lufttrykk

Denne artikkelen inneholder forslag til et eksperiment som bruker lufttrykk for å knuse en brusboks. Dette kan være en flott visuell demonstrasjon av noen enkle vitenskapelige prinsipper, og med veiledning, kan bli utført av studenter.

Trinn

Hvordan knuse en boks med lufttrykk. Skyll en soda kan med vann, og la en liten mengde (ca. 2 ss.).
Hvordan knuse en boks med lufttrykk. Skyll en soda kan med vann, og la en liten mengde (ca. 2 ss.).
  1. 1
    Skyll en soda kan med vann, og la en liten mengde (ca. 2 ss.) Av vann i bunnen av boksen.
  2. 2
    Forbered en bolle med isvann.
  3. 3
    Plasser kan oppreist på en komfyr og varme til vannet koker inne i kan.
  4. 4
    Ved hjelp av tang holdt med håndflaten vendt oppover, plukke opp den varme kan raskt snu det og stupe toppen av kan i bollen med vann.
  5. 5
    I en brøkdel av et sekund kan bli knust med et veldig høyt støy! (Meget imponerende)
  6. 6
    Dette vil ende forsøket, men på dette punktet, bør samhandling med klassen begynner:
  7. 7
    Spør elevene: "Hva forårsaket kan bli knust?"
  8. 8
    Lytt til elevenes svar. Dette vil hjelpe deg å finne ut hva de allerede vet. Ikke bekrefte eller benekte noen av svarene. Bare erkjenne og akseptere dem, og be elevene om å forklare sin tenkning.
  9. 9
    Basert på deres svar, må du kanskje forklare hva som skjedde, eller om de tilbyr en god forklaring, går videre til neste trinn. (Se forklaring i "Tips"-delen)
  10. 10
    Be elevene om å foreslå ting å endre seg i forsøk for å teste forklaringen.
  11. 11
    Studentene er nå klar til å "gjøre vitenskap." Studentene skal gjenta aktiviteten variere forholdene. De bør registrere sine resultater og trekke konklusjoner. De bør dele sine funn med hverandre for å se om de er enige.

Tips

  • Forklaring:
    • Når den kan varmes opp, blir den fylt med vanndamp. Denne dampen opptar omtrent 1000 ganger mer plass enn den gjorde som en væske. Når du slår den kan over i det kjølige vannet, slår vanndamp tilbake til flytende vann svært raskt, og skaper et undertrykk i boksen.
  • Mulige variabler for å endre:
    • Vanntilsetning i kan
    • Temperaturen av vannet i skålen
  • Øke tiden mellom å fjerne kannen fra varmen og plassere den i vannet.
  • Hvorfor ikke vannet i skålen bare bli skjøvet opp i den kan i stedet for det kan bli knust? Vann har massen, noe som betyr at det har også treghet. Treghet kan være tenkt som en motstand mot endring i bevegelse. (Det er ikke teknisk korrekt, men vil være tilstrekkelig for de ment som illustrasjon.) Vannet skal løftes opp, og det må gå fra en tilstand av liten eller ingen bevegelse og begynne å bevege seg oppover. Dette krever mer kraft enn sidene av kan være i stand til å tåle, slik at den kan knuses av lufttrykket før vannet kan bevege seg i. Noe vann vil bevege seg inn i boksen, og det vil fremgå tappes ut når man løfter den kan ut av vannet.
  • (Tall er avrundet for enkelhet, den engelske systemet brukes til å lage de kreftene litt mer forståelig for layperson)
  • Ikke snu og la gå. Vend kan og sette (ikke slipp) den i vannet.
  • Holder tang håndflaten opp gjør det mye enklere å snu spannet i vannet.
  • La oss anta at det kan bare kjøper en 2/3 vakuum. (Dette kan være et mye lavere trykk.) Atmosfærisk trykk er 14 lbs / kvadrattomme. En 2/3 vakuum ville produsere et innvendig trykk på ca £ 5 / kvadrattomme. Dette er en differanse på £ 9 / kvadrattomme. Det betyr at hver kvadratcentimeter av boksen blir utsatt for en indre kraft av 11 kg.
  • Den gjennomsnittlige cola kan har ca 49 kvadrat inches av areal. Den kan vil derfor oppleve en total knusende kraft av 441 kg. Hvis totalt vakuum ble dannet, ville knusekraft være ca £ 686.
  • Praksis før du gjør dette foran elevene.

Advarsler

  • Sprutsikre vernebriller er nødvendig for alle deltakerne. (Kan kjøpes på de fleste hardware og hjem sentre. Vær nøye med å sørge for at de er sprutsikker.)
  • Den kan og vannet inne blir varmt. Sørge for at så kan er snudd i vannet, er det ingen som står i en posisjon der de kan bli skadet av vannet flyr ut av boksen.
  • Eldre barn (alder 10 +) kan være i stand til å gjøre aktiviteten selv med tilsyn av voksne, men du som voksen, må se nøye. Du er ansvarlig for sikkerheten! Aldri tillate mer enn én person til å gjøre demonstrasjonen på en gang!

Ting du trenger

  • Tomme aluminium brusbokser
  • Klype store nok til å komfortabelt håndtere de varme bokser
  • Komfyr eller kokeplate
  • Grunne, klare, bolle med kaldt vann
  • Bunsenbrenner kan anvendes som varmekilde