Conţinut

• Presiunea aerului
• Expansiunea și contracția aerului
• Amestecând apă caldă și rece
• Fronturi reci și fierbinți

Proiectele științifice privind modul în care apa fierbinte sau rece afectează un balon permit elevilor să exploreze conceptele de densitate a materiei, presiunea aerului și tensiunea superficială. Când un balon este expus la căldură sau frig, gazul din interiorul acestuia se extinde sau se contractă. Modificarea dimensiunii balonului este o explicație vizuală a modificării presiunii aerului. Adăugarea de apă fierbinte sau rece la un experiment permite, de asemenea, elevilor să exploreze proprietățile lichidelor.

Presiunea aerului

Investigați presiunea aerului într-un experiment simplu cu un balon, o sticlă și un recipient cu apă fierbinte. Umflați balonul, dar nu-l legați. Intindeți-l peste gura unei sticle goale. Așezați sticla în recipientul cu apă fierbinte. Lăsați acest experiment câteva clipe și apoi întoarceți-vă pentru a observa dimensiunea balonului. Rețineți că gazul fierbinte din sticlă s-a mutat în balon, făcându-l mai cald. Observați modul în care moleculele de gaz încălzite se resping reciproc, forțând balonul să se extindă.

Expansiunea și contracția aerului

Măsurați modificările dimensiunii unui balon atunci când sunt expuse la medii reci sau calde. Alătură trei baloane identice, un termometru și o bandă de măsurare. Umflați baloanele. Măsurați temperatura ambiantă și circumferința baloanelor. Luați în considerare faptul că apa poate deveni solidă sau gazoasă în funcție de temperatură. Folosiți un duș într-o baie mică și puneți cele trei baloane în aerul fierbinte. Așteptați aproximativ 10 minute până când observați că baloanele s-au extins. Măsurați-vă circumferințele. Puneți baloanele la temperatura camerei, care ar trebui să dureze aproximativ 20 de minute. Măsurați temperatura într-o cutie de gheață. Așezați baloanele în aerul rece. Așteptați 10 min, îndepărtați baloanele și măsurați circumferința acestora. Luați în considerare modul în care aerul cald ocupă mai mult spațiu decât aerul rece, numărând modificările dimensiunii balonului atunci când sunt plasate în medii cu temperaturi diferite.

Amestecând apă caldă și rece

Investigați ce se întâmplă cu un balon când se amestecă apă caldă și rece. Îmbinați două borcane subțiri și o cartelă de plastic care poate fi plasată între ele, împiedicând amestecul conținutului acestora. Puneți apă fierbinte într-unul din borcane și apă rece în alta. Așezați cardul peste cel care conține apă fierbinte și întoarceți-l peste cel cu apă rece, apoi scoateți cardul. Atașați un balon la gura borcanului cu apă rece. Măsurați-vă circumferința când atingeți diametrul maxim. Repetați experimentul, cu toate acestea, inversați ulciorul cu apă rece peste ulciorul cu apă fierbinte. Rețineți diferența în mărimea celor două baloane, în ciuda utilizării acelorași cantități de apă caldă și rece. Explicați modul în care o schimbare a procesului determină variația temperaturii la suprafața apei, afectând dimensiunea balonului.

Fronturi reci și fierbinți

Utilizați baloane cu apă caldă și rece pentru a explora evenimentele meteorologice, cum ar fi atunci când un front fierbinte se întâlnește cu un front rece. Adăugați două borcane și colorant alimentar. Puneți apă fierbinte într-un borcan și apă rece în celălalt. Folosiți colorant alimentar pentru a identifica borcanele și apoi combinați conținutul lor într-un castron. Observați și înregistrați cum se amestecă același lichid la temperaturi diferite. Ia două baloane. Umpleți unul cu apă rece și celălalt cu apă fierbinte. Umpleți o cadă cu apă fierbinte și așezați cele două baloane în ea. Observați cum se mișcă. Dă-ți seama că resping ca uleiul și apa. Luați în considerare faptul că balonul de apă rece se scufundă din cauza densității sale mai mari.