אתה יכול למעוך פחית סודה רק עם מקור חום וקערת מים. זוהי הדגמה ויזואלית של כמה עקרונות מדעיים פשוטים, כולל לחץ המים והמושג ואקום. ניסויים אלה יכולים להתבצע על ידי המורה כהדגמה או על ידי תלמידים בכירים תחת פיקוח.
שלב
חלק 1 מתוך 3: קופסאות סודה מרוסקות
שלב 1. יוצקים מעט מים לפח סודה ריק
שוטפים את פחית הסודה במים ומשאירים כ-15-30 מ ל (1-2 כפות) מים בפחית. אם אין לכם כף, שפכו מספיק מים כדי לכסות את תחתית הפחית.
שלב 2. מכינים קערה של מי קרח
ממלאים קערה במים קרים וקרח או במים שהצטננו במקרר. קערה עמוקה מספיק כדי להטביע את הפחית תהפוך את הניסוי לקל יותר אך לא חובה. קערה נקייה תקל עליכם לראות את הפחית מתפוררת.
שלב 3. קח משקפיים והדקים הוכחים מפני התזה
בניסוי זה, תחממו את פחית הסודה הזו עד שהמים בו רותחים, ואז תעבירו אותה במהירות. כולם בקרבת מקום נאלצו להרכיב משקפי מגן מפני התזה למקרה שהמים החמים יתיזו בעיניהם. תצטרך גם מלקחיים לאסוף את הפחית החמה מבלי לשרוף את עצמך, ואז להפוך אותה בקערת מים קר. התאמן באיסוף קופסאות שימורים בעזרת מלקחיים, כך שאתה בטוח שתוכל להרים אותן בחוזקה.
המשך רק בהשגחת מבוגר
שלב 4. מחממים את הפחית על הכיריים
מניחים את קופסת הסודה ממש מעל הכיריים, ולאחר מכן מנמיכים את הגדרת החום לנמוכה. הניחו למים לרתוח מחוץ לפחית, מבעבעים, והניחו לאדים למשך כ -30 דקות.
- אם אתה מריח משהו מוזר או מתכתי, המשך מיד לקטע הבא. המים עלולים להיות רותחים או שהחום גבוה מדי, וגורם להמסת הדיו או האלומיניום שבפחית.
- אם הכיריים שלך לא יכולות לחמם את פחית הסודה, השתמש בפלטה או השתמש במלקחיים עם ידיות עמידות לחום כדי להחזיק את פחית הסודה על הכיריים.
שלב 5. בעזרת מלקחיים הופכים את הפחית החמה במים הקרים
החזק את המהדק כשכף היד כלפי מעלה. השתמש במלקחיים כדי לאסוף את הפחית, ואז הפוך אותה במהירות על המים הקרים, וטבול את הפחית לתוך קערת המים.
התכונן למפץ חזק מכיוון שהפחית מתנפצת במהירות
חלק 2 מתוך 3: איך זה עובד
שלב 1. למד אודות לחץ אוויר
האוויר סביבך דוחס אותך וכל השאר, בלחץ של 101 קפ א (14.7 פאונד לאינץ 'רבוע) כאשר אתה בגובה פני הים. בדרך כלל הלחץ הזה מספיק כדי לנפץ פחית, או אפילו אדם! זה לא קורה כיוון שאוויר הסודה (או כל חומר אחר בגופך) דוחף החוצה עם אותה כמות לחץ, ומכיוון שלחץ האוויר מפזר אותו על ידי לחיצה עלינו לכל הכיוונים באופן שווה.
שלב 2. גלה מה קורה כשמחממים פחית מים
כאשר המים בפחית רותחים, אתה יכול לראות את המים מתחילים לעזוב את הפחית כטיפות מים באוויר, או קיטור. חלק מהאוויר שבפחית נדחף החוצה כשהוא רותח, כדי לפנות מקום לטיפות המים המתרחבות.
- למרות שהפחית איבדה את האוויר בפנים, היא עדיין לא התנפצה, כיוון שהלחות הקיימת באוויר נלחצת מבפנים.
- באופן כללי, ככל שמחממים נוזל או גז יותר, כך הוא מתרחב. אם הוא נמצא במיכל סגור כך שהוא לא מתרחב, הנוזל או הגז דוחסים אפילו יותר.
שלב 3. להבין את תהליך הפחיות המרוסקות
כאשר הופכים את הפחית במי קר, המצב משתנה בשתי דרכים. ראשית, הפחית כבר לא במגע עם אוויר מכיוון שמים חוסמים את הפתח. שנית, הלחות בפחית יכולה להתקרר במהירות. אדי המים שוב מתכווצים לנפחו ההתחלתי והופכים לכמות המים בתחתית הפחית. פתאום החדר התרוקן - אפילו לא אוויר! לאוויר שנדחק מבחוץ הפחית פתאום לא היה לחץ מבפנים, ובכך הרס את החלק הפנימי.
חלל שאין בו כלום נקרא הוואקום.
שלב 4. תסתכל מקרוב על הפחית להשפעות אחרות של ניסוי זה
למראה של ואקום או חלל ריק בפחית יש השפעה אחת מלבד גרימת הפחית להתנפץ. צפה בזהירות בפחית כאשר אתה שוקע במים ולאחר מכן מרים אותה למעלה. ייתכן שתבחין כי מעט מים נכנסים לפחית ואז מטפטפים החוצה. הסיבה לכך היא שלחץ המים לוחץ על החורים שבפחית, אך מעט יכול למלא את הפחית לפני שהאלומיניום מתפרק.
חלק 3 מתוך 3: עזרה לסטודנטים ללמוד מניסויים
שלב 1. שאל את התלמידים מדוע כתשו את הפחית
שימו לב אם לתלמידים יש רעיונות לגבי מה שקרה לפחית. אין להסכים או להאשים את התשובות שלהם בשלב זה. קבלו כל רעיון ובקשו מהתלמידים להסביר את תהליכי החשיבה שלהם.
שלב 2. עזור לתלמידים לחשוב על וריאציות בניסוי
בקשו מהתלמידים לערוך ניסויים חדשים כדי לבדוק את הרעיונות שלהם, ושאלו אותם מה הם חושבים שיקרה לפני שהם מבצעים את הניסוי החדש. אם הם לא יכולים לחשוב על ניסוי חדש, עזור להם. להלן כמה וריאציות שעשויות להיות שימושיות:
- אם תלמיד חושב שהמים (לא הלחות) בפחית הם הסיבה שהפחית מתנפצת, הניחו לתלמיד למלא את כל הפחית במים, וצפו אם הפחית מתנפצת.
- נסה את אותו הניסוי עם מיכל חזק יותר. חומרים חזקים יותר ייקח יותר זמן להתפרק, מה שייתן למי הקרח יותר זמן למלא את הפחית.
- נסו לקרר את הפחית זמן מה לפני הכנסת מי הקרח. זה יגרום להכניס יותר אוויר לפחית כך שהריסוק יהיה פחות חמור.
שלב 3. הסבר את התיאוריה העומדת מאחורי ניסוי זה
השתמש במידע בסעיף איך זה עובד כדי ללמד את התלמידים מדוע פחיות מתנפצות. שאל אותם אם המידע הזה מתאים לרעיון שהם העלו במהלך הניסוי.
טיפים
טובלים את הפחית במים בעזרת מלקחיים, ואל תפיל אותה
אַזהָרָה
- הפחית והמים בה ירגישו חמים. הפוך את הקהל לסגת כאשר הפחית הופכת במים, כדי להימנע מפגיעה כתמים חמים.
- ילדים גדולים יותר (מגיל 12+) יכולים לעשות זאת לבד, אך רק בהשגחת מבוגר! לעולם אל תאפשר ליותר מאדם אחד להפגין אלא אם כן קיים יותר ממפקח אחד.
