Du kan knuse en brusboks med bare en varmekilde og en bolle med vann. Dette er en visuell demonstrasjon av noen enkle vitenskapsprinsipper, inkludert vanntrykk og begrepet vakuum. Disse eksperimentene kan utføres av læreren som en demonstrasjon eller av seniorstudenter under veiledning.
Steg
Del 1 av 3: Knusende brusbokser
Trinn 1. Hell litt vann i en tom brusboks
Skyll brusboksen med vann og la ca 15-30 ml (1-2 ss) vann stå i boksen. Hvis du ikke har en spiseskje, bare hell nok vann til å dekke bunnen av boksen.
Trinn 2. Forbered en bolle med isvann
Fyll en bolle med kaldt vann og is eller med vann som er avkjølt i kjøleskapet. En bolle dyp nok til å senke boksen vil gjøre forsøket enklere, men ikke obligatorisk. En ren bolle vil gjøre det lettere for deg å se boksen smuldre.
Trinn 3. Ta sprutsikre glass og klemmer
I dette eksperimentet vil du varme denne boksen med brus til vannet i den koker, og deretter overføre den raskt. Alle i nærheten måtte bruke sprutsikre vernebriller i tilfelle varmtvannet sprutet i øynene. Du trenger også tang for å ta opp den varme boksen uten å brenne deg, og deretter snu den i en bolle med isvann. Øv på å plukke opp bokser med tang, så du er sikker på at du kan ta dem godt opp.
Fortsett bare med voksen tilsyn
Trinn 4. Varm boksen på komfyren
Legg brusboksen rett over ovnen, og skru deretter varmeinnstillingen til lav. La vannet koke utenfor boksen, boblende, og la dampen stå i ca 30 minutter.
- Hvis du lukter på noe rart eller metallisk, går du umiddelbart videre til neste seksjon. Vannet kan koke eller varmen er for høy, noe som får blekket eller aluminiumet i boksen til å smelte.
- Hvis komfyren din ikke kan varme brusboksen, bruk en kokeplate eller bruk en tang med varmebestandige håndtak for å holde brusboksen på komfyren.
Trinn 5. Bruk tang for å snu den varme boksen i kaldt vann
Hold klemmen med håndflaten vendt opp. Bruk tangen til å ta opp boksen, og velg den deretter raskt over det kalde vannet og dypp boksen ned i bollen med vann.
Gjør deg klar for et høyt smell da boksen går i stykker raskt
Del 2 av 3: Slik fungerer det
Trinn 1. Lær om lufttrykk
Luften rundt deg komprimerer deg og alt annet, med et trykk på 101 kPa (14,7 pounds per square inch) når du er på havnivå. Dette presset er vanligvis nok til å knuse en boks, eller til og med en person! Dette skjer ikke fordi luften i brusboksen (eller et annet stoff i kroppen din) skyver ut med samme mengde trykk, og fordi lufttrykket sprer det ved å trykke på oss i alle retninger likt.
Trinn 2. Finn ut hva som skjer når du varmer opp en boks med vann
Når vannet i boksen koker, kan du se at vannet begynner å forlate boksen som vanndråper i luften eller damp. Noe av luften i boksen presses ut når den koker, for å gi plass til de voksende vanndråpene.
- Selv om boksen hadde mistet luften inne, hadde den ikke knust enda, da fuktigheten i luften presset seg fra innsiden.
- Vanligvis, jo mer du varmer opp en væske eller gass, jo mer ekspanderer den. Hvis den er i en lukket beholder, slik at den ikke ekspanderer, komprimerer væsken eller gassen enda mer.
Trinn 3. Forstå prosessen med knuste bokser
Når boksen snus i isvann, endres situasjonen på to måter. For det første er boksen ikke lenger i kontakt med luft fordi vann blokkerer åpningen. For det andre kan fuktigheten i boksen avkjøles raskt. Vanndampen krymper nok en gang til det opprinnelige volumet og blir vannmengden i bunnen av boksen. Plutselig ble rommet tomt - ikke engang luft! Luften som hadde presset fra utsiden av boksen hadde plutselig ikke noe press fra innsiden, og ødela dermed innsiden.
Et mellomrom som ikke har noe i det, kalles vakuumet.
Trinn 4. Se nøye på boksen for andre effekter av dette eksperimentet
Utseendet til et vakuum eller tomt rom i boksen har en annen effekt enn å få boksen til å knuse. Se på boksen nøye mens du senker den i vannet, og deretter løfter den opp. Du vil kanskje legge merke til at noe vann kommer inn i boksen og deretter drypper ut igjen. Dette er fordi vanntrykket presser mot hullene i boksen, men lite kan fylle boksen før aluminiumet går i oppløsning.
Del 3 av 3: Hjelp elevene til å lære av eksperimenter
Trinn 1. Spør elevene hvorfor boksen ble knust
Legg merke til om elevene har noen ideer om hva som skjedde med boksen. Ikke enig eller klandre svarene deres på dette stadiet. Godta hver idé og be elevene forklare tankeprosessene sine.
Trinn 2. Hjelp elevene til å tenke på variasjoner i eksperimentet
Be elevene gjøre nye eksperimenter for å teste ideene sine, og spør dem hva de tror vil skje før de gjør det nye eksperimentet. Hvis de ikke kan tenke seg et nytt eksperiment, kan du hjelpe dem. Her er noen varianter som kan være nyttige:
- Hvis en elev tror at vannet (ikke fuktighet) i boksen er årsaken til at boksen går i stykker, la eleven fylle hele boksen med vann, og se om boksen går i stykker.
- Prøv det samme eksperimentet med en sterkere beholder. Sterkere materialer vil ta lengre tid å gå i oppløsning, noe som vil gi isvannet mer tid til å fylle boksen.
- Prøv å avkjøle boksen en stund før du legger den i isvannet. Dette vil føre til at det kommer mer luft i boksen, slik at knusingen blir mindre alvorlig.
Trinn 3. Forklar teorien bak dette eksperimentet
Bruk informasjonen i delen Hvordan det fungerer for å lære elevene hvorfor bokser knuses. Spør dem om denne informasjonen passer til ideen de kom med under eksperimentet.
Tips
Senk boksen i vannet med en tang, og ikke slipp den
Advarsel
- Boksen og vannet i den vil føles varm. Få publikum tilbake når boksen snus i vannet, for å unngå å bli skadet av varme sprut.
- Eldre barn (12+) kan gjøre dette alene, men bare under oppsyn av voksne! La aldri mer enn én person demonstrere med mindre mer enn én veileder er til stede.
