Skrynkla en burk med lufttryck

Du kan pressa en läskburk med inget annat än en värmekälla och en skål med vatten.Detta är en bra demonstration av några fysikprinciper, inklusive lufttryck och konceptet med ett vakuum. Experimentet kan göras av en lärare som en demonstration eller under handledning av studenter.

Steg

Del 1 av 3: Krossa en burk

Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 1
1. Häll lite vatten i en tom läskburk. Skölj burken med lite vatten och tillsätt sedan ca 15–30 ml (1–2 msk.) vatten i burken. Om du inte har en måttsked, lägg bara tillräckligt med vatten i burken för att täcka botten.
Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 2
2. Förbered en skål med isvatten. Fyll en skål med kallt vatten och is, eller vatten som har kylts ned i kylskåpet. Använd en skål som är tillräckligt djup för att utföra experimentet, men det är inte nödvändigt. En genomskinlig skål gör det lättare att se hur burken pressas.
Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 3
3. Sätt på skyddsglasögon och använd en tång. I det här experimentet värmer du en burk tills vattnet i burken börjar koka och sänker sedan ner burken under vatten. Alla runt omkring bör bära skyddsglasögon ifall hett vatten stänker. Du behöver också en tång för att plocka upp burken, utan att bränna dig, och sänka ner den i vattnet. Öva på att ta upp burken några gånger för att se till att du har ett stadigt grepp.
  • Fortsätt endast under vuxens uppsikt.
  • Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 4
    4. Värm burken på spisen. Ställ burken upprätt på en liten brännare och sänk värmen. Koka upp vattnet och låt det koka i ca 30 sekunder.
  • Om du luktar något konstigt eller metalliskt, gå direkt till nästa del. Vattnet kan ha kokat torrt, eller så har du ställt in värmen för högt, vilket gör att bläcket eller aluminiumet börjar smälta.
  • Om din brännare inte har en bas för en burk, använd en kokplatta eller använd en tång med ett värmebeständigt handtag för att hålla burken över elden.
  • Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 5
    5. Använd tången för att vända burken i det kalla vattnet. Håll tången med handflatorna uppåt. Använd tången för att plocka upp burken, vänd den sedan snabbt över det kalla vattnet, sänk ner burken i skålen.
  • Var inte orolig, för att komprimera burken kan göra mycket ljud!
  • Del 2 av 3: Hur det fungerar

    Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 6
    1. Lufttryck. Luften runt dig trycker mot din kropp på alla sidor, med ett tryck på 101 kPa vid havsnivån. Bara detta räcker för att klämma ihop en burk, eller till och med du och jag! Detta händer inte för att luften i burken (eller materialet i din kropp) trycker ut med samma tryck, och för att lufttrycket tar ut sig självt, eftersom det verkar på ett föremål från alla vinklar med samma mängd tryck.
    Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 7
    2. Vad händer om du värmer burken med vatten. När vattnet i burken kokar ser du att det börjar bildas ånga. Detta kommer att trycka ut en del av luften i burken för att ge plats åt det växande molnet av vattendroppar.
  • Även om burken nu har mindre luft inuti kommer den ännu inte att komprimeras eftersom vattenångan har tagit luftens plats.
  • I allmänhet, ju mer en vätska eller gas värms upp, desto mer kommer den att expandera. Om det är en sluten behållare kommer trycket att fortsätta att öka eftersom luften inte kan komma ut.
  • Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 8
    3. Varför burken är komprimerad. Om burken vänds upp och ner förändras situationen på två sätt. För det första kan luft inte längre strömma in i burken eftersom ingången är blockerad av vatten. För det andra kommer vattenångan i burken att svalna snabbt, ta mindre plats och så småningom återgå till sitt ursprungliga tillstånd, den lilla bit vatten vi lägger i burken först. Plötsligt är det mesta av utrymmet i burken inte längre upptaget av luft, utan har blivit vakuum! Luften som trycker på burken utifrån kompenseras inte längre, vilket gör att burken kollapsar.
  • Ett utrymme där det inte finns någon luft kallas a Vakuum.
  • Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 9
    4. Titta noga på burken för att se en annan effekt av experimentet. Att förhindra ett vakuum i burken har ytterligare en effekt, förutom att komprimera burken. Var uppmärksam på burken när den placeras under vatten. Du kommer att se att en liten mängd vatten sugs in i burken och sedan droppar ut igen. Detta beror på att vattnet trycker mot öppningen, men precis tillräckligt hårt för att fylla burken något innan aluminiumet komprimeras.

    Del 3 av 3: Hjälp eleverna att lära sig av experimentet

    Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 10
    1. Fråga eleverna varför burken är hoptryckt. Se om eleverna har en uppfattning om vad som hände med burken. Bekräfta eller motbevisa inte någon av idéerna just nu. Lägg ingen idé åt sidan och låt eleverna förklara hur de tänkte kring det.
    Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 11
    2. Hjälp eleverna att komma på varianter av experimentet. Nya experiment för att pröva sina egna idéer och be dem förutsäga vad som kommer att hända innan de börjar. Om de har svårt att komma på något, här är några möjliga varianter att föreslå:
  • Om en elev tror att burken komprimeras av vattnet, inte vakuumet, låt dem fylla en burk helt med vatten och se om den är komprimerad.
  • Prova samma experiment med en mer robust behållare. Om materialet är tyngre kommer det att ta längre tid att komprimera, vilket gör att mer isvatten kommer in i behållaren.
  • Försök att låta burken svalna innan du lägger den i isvattnet. Detta kommer att resultera i mer luft i burken, vilket gör kompressionen mindre stark.
  • Bild med titeln Krossa en burk med lufttryck Steg 12
    3. Förklara teorin bakom experimentet. Använd informationen från avsnittet Hur det fungerar för att förklara för eleverna varför burken komprimeras. Fråga om resultatet av experimentet stämmer överens med deras egna resonemang.

    Tips

    • Tappa inte burken i vattnet, använd tången för att sänka den.

    Varningar

    • Burken och vattnet i den blir väldigt varmt. Låt åskådarna ta avstånd så fort du placerar burken i det kalla vattnet för att undvika skador från hetvattenstänk.
    • Äldre barn (12+) kan utföra detta experiment själva, men endast med en vuxen att övervaka! Det bör aldrig vara mer än 1 person på detta experiment samtidigt, såvida det inte finns flera vuxna som hjälper till.

    Förnödenheter

    • Tomma läskburkar
    • Tång som är tillräckligt lång för att hålla de varma burkarna bra, på avstånd
    • Häll, kokplatta eller bunsenbrännare
    • Kom med iskallt vatten

    Оцените, пожалуйста статью