يمكنك سحق علبة الصودا بمصدر حرارة فقط ووعاء من الماء. هذا عرض مرئي لبعض مبادئ العلوم البسيطة ، بما في ذلك ضغط الماء ومفهوم الفراغ. يمكن إجراء هذه التجارب من قبل المعلم كمظاهرة أو من قبل الطلاب الكبار تحت الإشراف.
خطوة
جزء 1 من 3: سحق علب الصودا
الخطوة 1. صب بعض الماء في علبة صودا فارغة
اشطف عبوة الصودا بالماء واترك حوالي 15-30 مل (1-2 ملاعق كبيرة) من الماء في العلبة. إذا لم يكن لديك ملعقة كبيرة ، فقط اسكب كمية كافية من الماء لتغطية قاع العلبة.
الخطوة 2. تحضير وعاء من الماء المثلج
املأ وعاءًا بالماء البارد والثلج أو بالماء المبرد في الثلاجة. وعاء عميق بما يكفي لغمر العلبة سيجعل التجربة أسهل ولكن ليس إلزاميًا. سيسهل عليك الوعاء النظيف رؤية العلبة تنهار.
الخطوة 3. خذ نظارات ومشابك مقاومة للرذاذ
في هذه التجربة ، ستقوم بتسخين علبة الصودا هذه حتى يغلي الماء الموجود فيها ، ثم تنقلها بسرعة. كان على كل شخص في الجوار ارتداء نظارات واقية من رذاذ الماء في حالة تناثر الماء الساخن في عيونهم. ستحتاج أيضًا إلى ملقط لالتقاط العلبة الساخنة دون حرق نفسك ، ثم اقلبها في وعاء من الماء المثلج. تدرب على التقاط العلب بملقط حتى تتأكد من أنه يمكنك حملها بإحكام.
المضي قدما فقط تحت إشراف الكبار
الخطوة 4. تسخين العلبة على الموقد
ضع علبة الصودا فوق الموقد مباشرة ، ثم اضبط درجة الحرارة على درجة حرارة منخفضة. اترك الماء يغلي خارج العلبة ، ثم اتركه فوارًا واتركه لمدة 30 دقيقة تقريبًا.
- إذا شممت رائحة غريبة أو معدنية ، فانتقل إلى القسم التالي على الفور. قد يكون الماء يغلي أو تكون الحرارة مرتفعة للغاية ، مما يتسبب في ذوبان الحبر أو الألومنيوم في العلبة.
- إذا كان موقدك لا يمكنه تسخين علبة الصودا ، فاستخدم طبقًا ساخنًا أو استخدم ملقطًا بمقابض مقاومة للحرارة لتثبيت علبة الصودا على الموقد.
الخطوة 5. استخدم الملقط لقلب العلبة الساخنة في الماء البارد
امسك المشبك مع توجيه راحة يدك لأعلى. استخدم الملقط لالتقاط العلبة ، ثم اقلبها بسرعة فوق الماء البارد ، واغمس العلبة في وعاء الماء.
استعد للانفجار بصوت عالٍ لأن العلبة تنكسر بسرعة
جزء 2 من 3: كيف يعمل
الخطوة الأولى. التعرف على ضغط الهواء
يضغط الهواء من حولك أنت وكل شيء آخر بضغط 101 كيلو باسكال (14.7 رطل لكل بوصة مربعة) عندما تكون عند مستوى سطح البحر. عادة ما يكون هذا الضغط كافياً لتحطيم علبة أو حتى تحطيم شخص! لا يحدث هذا لأن الهواء الموجود في الصودا يمكن (أو أي مادة أخرى في جسمك) أن يدفع للخارج بنفس مقدار الضغط ، ولأن ضغط الهواء يبدده بالضغط علينا في جميع الاتجاهات بالتساوي.
الخطوة الثانية: اكتشف ما يحدث عند تسخين علبة ماء
عندما يغلي الماء الموجود في العلبة ، يمكنك رؤية الماء يبدأ في ترك العلبة كقطرات ماء في الهواء أو بخار. يتم دفع بعض الهواء الموجود في العلبة إلى الخارج أثناء الغليان ، لإفساح المجال لقطرات الماء المتوسعة.
- على الرغم من أن العلبة فقدت الهواء بداخلها ، إلا أنها لم تتحطم بعد ، حيث تقلصت الرطوبة الموجودة في الهواء من الداخل.
- بشكل عام ، كلما سخنت سائلًا أو غازًا ، زاد تمدده. إذا كان في حاوية مغلقة بحيث لا يتمدد ، فإن السائل أو الغاز يضغط أكثر.
الخطوة 3. فهم عملية العلب المكسرة
عندما يتم قلب العلبة في الماء المثلج ، يتغير الوضع بطريقتين. أولاً ، لم تعد العلبة ملامسة للهواء لأن الماء يسد الفتحة. ثانيًا ، يمكن أن تبرد الرطوبة في العلبة بسرعة. يتقلص بخار الماء مرة أخرى إلى حجمه الأولي ، ليصبح كمية الماء في قاع العلبة. فجأة ، أصبحت الغرفة فارغة - ولا حتى الهواء! الهواء الذي كان يضغط من الخارج فجأة لم يكن له ضغط من الداخل ، وبالتالي تدمير الداخل.
يسمى الفضاء الذي لا يحتوي على أي شيء الفراغ.
الخطوة 4. انظر عن كثب إلى العلبة لمعرفة التأثيرات الأخرى لهذه التجربة
ظهور فراغ أو مساحة فارغة في العلبة له تأثير آخر غير التسبب في تحطم العلبة. راقب العلبة بعناية أثناء غمرها في الماء ، ثم ارفعها لأعلى. قد تلاحظ أن بعض الماء يدخل العلبة ثم يتساقط مرة أخرى. هذا لأن ضغط الماء يضغط على الثقوب الموجودة في العلبة ، لكن القليل يمكن أن يملأ العلبة قبل أن يتفكك الألمنيوم.
جزء 3 من 3: مساعدة الطلاب على التعلم من التجارب
الخطوة الأولى: اسأل الطلاب عن سبب سحق العلبة
لاحظ ما إذا كان لدى الطلاب أي أفكار حول ما حدث للعلبة. لا توافق أو تلوم إجاباتهم في هذه المرحلة. اقبل كل فكرة واطلب من الطلاب شرح عمليات تفكيرهم.
الخطوة 2. ساعد الطلاب على التفكير في الاختلافات في التجربة
اطلب من الطلاب إجراء تجارب جديدة لاختبار أفكارهم ، واسألهم عما يعتقدون أنه سيحدث قبل إجراء التجربة الجديدة. إذا لم يتمكنوا من التفكير في تجربة جديدة ، فساعدهم على الخروج. فيما يلي بعض الأشكال التي قد تكون مفيدة:
- إذا اعتقد الطالب أن الماء (وليس الرطوبة) في العلبة هو سبب تحطم العلبة ، فدع الطالب يملأ العلبة بالكامل بالماء ، وراقب ما إذا كانت العلبة تتحطم.
- جرب نفس التجربة مع وعاء أقوى. ستستغرق المواد الأقوى وقتًا أطول حتى تتحلل ، مما يمنح الماء المثلج مزيدًا من الوقت لملء العلبة.
- حاول تبريد العلبة لفترة قبل وضعها في الماء المثلج. سيؤدي ذلك إلى احتواء المزيد من الهواء في العلبة بحيث يكون التكسير أقل حدة.
الخطوة 3. اشرح النظرية الكامنة وراء هذه التجربة
استخدم المعلومات الموجودة في قسم كيف تعمل لتعليم الطلاب سبب تحطم العلب. اسألهم عما إذا كانت هذه المعلومات تتناسب مع الفكرة التي توصلوا إليها أثناء التجربة.
نصائح
اغمر العلبة في الماء باستخدام ملقط ولا تسقطها
تحذير
- ستشعر العلبة والماء بداخلها بالحرارة. اطلب من الجمهور التراجع عند قلب العلبة في الماء لتجنب التعرض للأذى من رذاذ الماء الساخن.
- يمكن للأطفال الأكبر سنًا (الذين تزيد أعمارهم عن 12 عامًا) القيام بذلك بمفردهم ، ولكن فقط تحت إشراف الكبار! لا تسمح أبدًا لأكثر من شخص بالتظاهر ما لم يكن هناك أكثر من مشرف واحد.
