Eine Dose mit Luftdruck zerdrücken – wikiHow

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Eine Dose mit Luftdruck zerdrücken – wikiHow
Eine Dose mit Luftdruck zerdrücken – wikiHow
Anonim

Du kannst eine Getränkedose mit nur einer Wärmequelle und einer Schüssel Wasser zerdrücken. Dies ist eine großartige visuelle Demonstration einiger einfacher wissenschaftlicher Prinzipien, einschließlich des Luftdrucks und des Konzepts eines Vakuums. Das Experiment kann von Lehrern als Demonstration oder von älteren Schülern unter Aufsicht durchgeführt werden.

Schritte

Teil 1 von 3: Eine Getränkedose zerdrücken

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 1

Schritt 1. Gießen Sie ein wenig Wasser in eine leere Getränkedose

Spüle eine Getränkedose mit Wasser aus und lasse etwa 15–30 Milliliter (1,0–2,0 US-Esslöffel) Wasser auf dem Boden der Dose. Wenn du keinen Messlöffel hast, gieße gerade so viel Wasser ein, dass der Boden der Dose bedeckt ist.

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 2

Schritt 2. Bereiten Sie eine Schüssel mit Eiswasser vor

Füllen Sie eine Schüssel mit kaltem Wasser und Eis oder mit Wasser, das in einem kalten Kühlschrank aufbewahrt wurde. Eine Schüssel, die tief genug ist, um die Dose zu halten, kann die Durchführung des Experiments erleichtern, ist aber nicht notwendig. Eine durchsichtige Schüssel macht es einfacher zu sehen, wie die Dose zerdrückt wird.

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 3

Schritt 3. Holen Sie sich spritzwassergeschützte Schutzbrillen und Zangen

In diesem Experiment erhitzen Sie diese Getränkedose, bis das Wasser darin kocht, und bewegen sie dann schnell. Jeder in der Nähe sollte eine spritzwassergeschützte Schutzbrille tragen, falls heißes Wasser in die Augen gesprüht wird. Du brauchst auch eine Zange, um die heiße Dose zu greifen, ohne dich zu verbrennen, und drehe sie dann umgedreht in die Schüssel mit Eiswasser. Übe das Aufnehmen der Dose mit der Zange, damit du sicher bist, dass sie die Dose fest aufnehmen können.

Fahren Sie nur unter Aufsicht von Erwachsenen fort

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 4

Schritt 4. Erhitzen Sie die Dose auf dem Herd

Stellen Sie die Getränkedose aufrecht auf einen Herdbrenner und stellen Sie dann die Hitzestufe auf niedrig. Lassen Sie das Wasser außerhalb der Dose kochen, sprudeln und Wasserdampf etwa dreißig Sekunden lang ablassen.

  • Wenn Sie etwas Seltsames oder Metallisches riechen, fahren Sie sofort mit dem nächsten Abschnitt fort. Das Wasser könnte verkocht oder die Hitze zu hoch gewesen sein, wodurch die Tinte oder das Aluminium auf der Dose geschmolzen sind.
  • Wenn Ihr Herdbrenner die Getränkedose nicht tragen kann, verwenden Sie eine Kochplatte oder verwenden Sie eine Zange mit hitzebeständigen Griffen, um die Getränkedose über dem Herd zu halten.
Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 5

Schritt 5. Drehen Sie die heiße Dose mit der Zange umgedreht in das kalte Wasser

Halten Sie die Zange mit der Handfläche nach oben. Nimm die Dose mit der Zange, drehe sie dann schnell über dem kalten Wasserbad um und tauche die Dose in die Schüssel mit Wasser.

Seien Sie auf ein lautes Geräusch gefasst, da die Dose schnell zerdrückt wird! Vermeiden Sie es wegen des Geräusches, das Experiment mit Kindern unter dem Kindergartenalter durchzuführen

Teil 2 von 3: So funktioniert es

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 6

Schritt 1. Erfahren Sie mehr über den Luftdruck

Die Luft um Sie herum drückt mit einem Druck von bis zu 101 kPa (14,7 Pfund pro Quadratzoll) gegen Sie und jeden anderen Gegenstand, wenn Sie sich auf Meereshöhe befinden. Dies würde normalerweise ausreichen, um eine Dose oder sogar eine Person zu zerquetschen! Dies geschieht nicht, weil die Luft in der Getränkedose (oder das Material in Ihrem Körper) mit gleichem Druck nach außen drückt und weil der Luftdruck sich "selbst aufhebt", indem er uns aus allen Richtungen gleichmäßig anstößt.

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 7

Schritt 2. Finden Sie heraus, was passiert, wenn Sie die Wasserdose erhitzen

Wenn das Wasser in der Dose kocht, können Sie sehen, wie das Wasser als kleine Tröpfchen in die Luft oder als Dampf entweicht. Ein Teil der Luft in der Dose wird dabei herausgedrückt, um Platz für die sich ausdehnende Wassertröpfchenwolke zu schaffen.

  • Obwohl die Dose einen Teil der darin enthaltenen Luft verliert, wird sie noch nicht zerquetscht, da der Wasserdampf, der die Luft ersetzt hat, stattdessen von innen drängt.
  • Generell gilt: Je mehr Sie eine Flüssigkeit oder ein Gas erhitzen, desto mehr dehnt sie sich aus. Wenn es sich um einen geschlossenen Behälter handelt, der sich nicht weiter ausdehnen kann, übt er mehr Druck aus. Dies ist als Gesetz von Gay-Lussac bekannt.
Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 8

Schritt 3. Verstehe, wie die Dose zerdrückt wird

Wenn die Dose im Eiswasser auf den Kopf gestellt wird, ändert sich die Situation in zweierlei Hinsicht. Erstens ist die Dose nicht mehr zur Luft geöffnet, da Wasser die Öffnung verstopft. Zweitens kühlt der Wasserdampf in der Dose schnell wieder ab. Der Wasserdampf schrumpft wieder auf sein ursprüngliches Volumen, die winzige Wassermenge am Dosenboden. Plötzlich hat der größte Teil des Innenraums der Dose überhaupt nichts mehr – nicht einmal Luft! Die Luft, die die ganze Zeit von außen aus der Dose gepresst wird, hat auf der anderen Seite plötzlich nichts zu widerstehen, also drückt sie die Dose nach innen.

  • Raum, der nichts enthält, heißt a Vakuum.
Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 9

Schritt 4. Beobachten Sie die Dose genau, um einen weiteren Effekt des Experiments zu entdecken

Das Auftreten eines Vakuums oder Leerraums in der Dose hat neben dem Zerquetschen der Dose noch einen weiteren Effekt. Beobachten Sie die Dose sorgfältig, während Sie sie ins Wasser absenken und wieder herausheben. Du wirst vielleicht bemerken, dass eine kleine Menge Wasser in die Dose gesaugt wird und dann wieder heraustropft. Dies liegt daran, dass der Wasserdruck gegen die Öffnung der Dose drückt, aber nur so stark, dass ein wenig der Dose gefüllt wird, bevor das Aluminium zerkleinert wird.

Teil 3 von 3: Schülern helfen, aus dem Experiment zu lernen

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 10

Schritt 1. Fragen Sie die Schüler, warum die Dose zerdrückt wurde

Sehen Sie, ob die Schüler eine Vorstellung davon haben, was mit der Dose passiert ist. Bestätigen oder leugnen Sie zu diesem Zeitpunkt keine der Antworten. Bestätigen Sie jede Idee und bitten Sie die Schüler, ihren Denkprozess zu erklären.

Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 11

Schritt 2. Helfen Sie den Schülern, Variationen des Experiments zu entwickeln

Bitten Sie die Schüler, neue Experimente zu entwickeln, um ihre Ideen zu testen, und fragen Sie sie, was ihrer Meinung nach passieren wird, bevor sie das neue Experiment durchführen. Wenn sie Schwierigkeiten haben, ein neues Experiment zu entwickeln, helfen Sie ihnen. Hier sind ein paar Variationen, die hilfreich sein können:

  • Wenn ein Schüler der Meinung ist, dass das Wasser (nicht der Wasserdampf) in der Dose für das Zerquetschen verantwortlich ist, lassen Sie die Schüler eine ganze Dose mit Wasser füllen und sehen, ob es zerdrückt ist.
  • Versuchen Sie das gleiche Experiment mit einem stabileren Behälter. Das schwerere Material sollte länger zum Zerkleinern brauchen, wodurch das Eiswasser mehr Zeit hat, es zu füllen.
  • Versuchen Sie, die Dose kurz abkühlen zu lassen, bevor Sie sie in das Eisbad stellen. Dies führt dazu, dass mehr Luft in der Dose vorhanden ist und somit weniger stark zerquetscht wird.
Zerquetschen Sie eine Dose mit Luftdruck Schritt 12

Schritt 3. Erklären Sie die Theorie hinter dem Experiment

Verwenden Sie die Informationen im Abschnitt Funktionsweise, um den Schülern beizubringen, warum die Dose zerdrückt wurde. Fragen Sie sie, ob das mit dem übereinstimmt, was sie in ihren Experimenten herausgefunden haben.

Video - Durch die Nutzung dieses Dienstes können einige Informationen an YouTube weitergegeben werden

Tipps

Senke die Dose mit der Zange ins Wasser, anstatt sie fallen zu lassen

Warnungen

  • Ältere Kinder (ab 12 Jahren) können die Aktivität möglicherweise selbst durchführen, jedoch nur unter Aufsicht von Erwachsenen! Erlauben Sie niemals mehr als einer Person, die Vorführung gleichzeitig durchzuführen, es sei denn, es ist mehr als ein Vorgesetzter anwesend.
  • Die Dose und das Wasser darin sind heiß. Lassen Sie die Teilnehmer zurücktreten, während die Dose ins Wasser gedreht wird, um Verletzungen durch heißes Wasser zu vermeiden.

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