İçerik

• Adım atmak
• Bölüm 1/3: Bir teneke kutuyu kırmak
• Bölüm 2/3: Nasıl çalışır?
• Bölüm 3/3: Öğrencilerin deneyden öğrenmesine yardımcı olma
• İpuçları
• Uyarılar
• Gereklilikler

Bir soda kutusunu bir ısı kaynağı ve bir kase sudan başka hiçbir şey olmadan sıkıştırabilirsiniz. Bu, hava basıncı ve vakum kavramı dahil olmak üzere bir dizi fiziksel ilkenin harika bir göstergesidir. Deney, bir öğretmen tarafından bir gösteri olarak veya öğrenciler tarafından gözetim altında yapılabilir.

Adım atmak

Bölüm 1/3: Bir teneke kutuyu kırmak

1. Boş bir soda kutusuna biraz su koyun. Kutuyu bir miktar suyla çalkalayın, ardından kutuya yaklaşık 15–30 ml (1-2 yemek kaşığı) su ekleyin. Kepçeniz yoksa, teneke kutunun altını örtecek kadar su koyun.
2. Bir kase buzlu su hazırlayın. Bir kaseyi soğuk su ve buzla veya buzdolabında soğutulmuş suyla doldurun. Bunu yapmak için deneyi gerçekleştirmek için yeterince derin bir kase kullanın, ancak bu gerekli değildir. Şeffaf bir kase, sıkıştırılmış kutuyu görmeyi kolaylaştırır.
3. Güvenlik gözlüklerini takın ve pense kullanın. Bu deneyde, teneke kutudaki su kaynayana kadar ısıtın, ardından kutuyu suyun altına daldırın. Üzerine sıcak su sıçraması ihtimaline karşı yakındaki herkes koruyucu gözlük takmalıdır. Kendinizi yakmadan kutuyu almak ve suya daldırmak için maşaya da ihtiyacınız var. Sıkıca tuttuğunuzdan emin olmak için kutuyu birkaç kez almaya çalışın.
   • Sadece bir yetişkinin gözetiminde ilerleyin.
4. Kutuyu ocakta ısıtın. Kutuyu dik olarak küçük bir brülöre yerleştirin ve ısıyı düşürün. Suyu kaynatın ve yaklaşık 30 saniye kaynatın.
   • Garip veya metalik bir şey kokusu alırsanız, bir sonraki bölüme geçin. Su kurumuş olabilir veya ısıyı çok yüksek ayarlayarak kutudaki mürekkebin veya alüminyumun erimesine neden olmuş olabilir.
   • Ocağınızda bir teneke kutu tabanı yoksa, bir ocak kullanın veya kutuyu ateşin üzerinde tutmak için ısıya dayanıklı tutacağı olan maşa kullanın.
5. Soğuk suda kutuyu ters çevirmek için maşayı kullanın. Pense avuç içleriniz yukarı bakacak şekilde tutun. Kutuyu almak için maşayı kullanın, ardından hızlıca soğuk su üzerinde çevirin, ardından kutuyu kaseye daldırın.
   • Endişelenmeyin, çünkü kutuyu sıkıştırmak çok fazla ses çıkarabilir!

Bölüm 2/3: Nasıl çalışır?

1. Hava basıncı. Etrafınızdaki hava, deniz seviyesinde 101 kPa'lık bir basınçla her yönden vücudunuza baskı yapar. Bu tek başına bir teneke kutuyu, hatta seni ve beni sıkmak için yeterli! Bu gerçekleşmez çünkü kutudaki hava (veya vücudunuzdaki malzeme) aynı miktarda basınçla dışarı itilir ve hava basıncı kendini iptal eder, çünkü bir nesneye tüm açılardan aynı miktarda basınçla etki eder. .
2. Kutuyu suyla ısıttığınızda ne olur? Kutudaki su kaynadığında buharın oluşmaya başladığını görebilirsiniz. Bu, artan su damlacıkları bulutuna yer açmak için kutudaki havanın bir kısmını dışarı iter.
   • Kutunun içinde artık daha az hava olmasına rağmen, havanın yerini su buharı aldığından henüz sıkıştırılmayacaktır.
   • Genel olarak, bir sıvı veya gaz ne kadar ısıtılırsa, o kadar genişleyecektir. Kapalı bir kap ise, hava kaçamayacağı için basınç artmaya devam edecektir.
3. Kutu neden sıkıştırılır. Kutu ters çevrilirse durum iki şekilde değişir. Birincisi, tenekeye daha fazla hava giremez, çünkü giriş suyla engellenir. İkincisi, kutudaki su buharı hızla soğuyacak ve bu nedenle daha az yer kaplayacak ve sonunda ilk haline, kutuya ilk koyduğumuz az miktarda su dönecektir. Birdenbire, kutudaki boşluğun çoğu artık hava tarafından işgal edilmiyor, ancak bir boşluk haline geldi! Dışarıdan teneke kutuya baskı yapan hava artık telafi edilmiyor ve bu da kutunun arızalanmasına neden oluyor.
   • Havanın olmadığı odaya bir denir vakum.
4. Deneyin başka bir etkisini görmek için kutuya yakından bakın. Kutudaki bir vakumun önlenmesinin, kutuyu sıkıştırmanın yanı sıra başka bir etkisi vardır. Su altına yerleştirildiğinde tenekeye çok dikkat edin. Az miktarda suyun tenekeye emildiğini ve sonra tekrar dışarı damladığını göreceksiniz. Bunun nedeni, suyun açıklığa baskı yapmasıdır, ancak alüminyum sıkıştırılmadan önce kutuyu biraz dolduracak kadar serttir.

Bölüm 3/3: Öğrencilerin deneyden öğrenmesine yardımcı olma

1. Öğrencilere kutunun neden sıkıştırıldığını sorun. Öğrencilerin kutuya ne olduğu hakkında bir fikri olup olmadığına bakın. Bu noktada fikirlerin hiçbirini onaylamayın veya çürütmeyin. Hiçbir fikri bir kenara bırakmayın ve öğrencilerin bunun hakkında nasıl düşündüklerini açıklamalarına izin verin.
2. Öğrencilerin deneyle ilgili varyasyonları bulmalarına yardımcı olun. Kendi fikirlerini denemek için yeni deneyler ve başlamadan önce ne olacağını tahmin etmelerini isteyin. Bir şey bulmakta zorlanırlarsa, önerebilecekleri bazı olası varyasyonlar şunlardır:
   • Bir öğrenci kutunun vakumla değil, suyla sıkıştırıldığını düşünürse, kutuyu tamamen suyla doldurmasını ve sıkıştırılıp sıkıştırılmadığını görmesini sağlayın.
   • Aynı deneyi daha sağlam bir kapla deneyin. Malzeme daha ağırsa, sıkıştırması daha uzun sürer ve kaba daha fazla buzlu su girmesine neden olur.
   • Buzlu suya koymadan önce kutuyu soğumaya çalışın. Bu, teneke kutuda daha fazla hava oluşmasına neden olacak ve bu da sıkıştırmayı azaltacaktır.
3. Deneyin arkasındaki teoriyi açıklayın. Öğrencilere kutunun neden sıkıştırıldığını açıklamak için Nasıl Çalışır bölümündeki bilgileri kullanın. Deneyin sonucunun kendi mantığıyla uyuşup uyuşmadığını sorun.

İpuçları

• Kutuyu suya düşürmeyin, ancak suya daldırmak için maşayı kullanın.

Uyarılar

• Teneke ve içindeki su çok sıcak olacak. Kutuyu soğuk suya yerleştirir koymaz, sıcak su sıçramalarından birinin yaralanmasını önlemek için seyircilerin uzaklaşmasına izin verin.
• Daha büyük çocuklar (12+) bu deneyi kendileri yapabilir, ancak yalnızca bir yetişkin denetlemek için oradaysa! Yardımcı olacak birkaç yetişkin olmadığı sürece, bu deneye aynı anda 1'den fazla kişi katılmamalıdır.

Gereklilikler

• Boş soda kutuları
• Uzaktan sıcak kutuları iyi tutacak kadar uzun maşa
• Ocak, sıcak plaka veya Bunsen brülörü
• Buz gibi soğuk suyla gel