Du kannst eine Getränkedose nur mit einer Wärmequelle und einer Schüssel Wasser zerdrücken. Dies ist eine visuelle Demonstration einiger einfacher wissenschaftlicher Prinzipien, einschließlich des Wasserdrucks und des Konzepts eines Vakuums. Diese Experimente können vom Lehrer als Demonstration oder von älteren Schülern unter Aufsicht durchgeführt werden.
Schritt
Teil 1 von 3: Zerkleinern von Getränkedosen
Schritt 1. Gießen Sie etwas Wasser in eine leere Getränkedose
Spülen Sie die Getränkedose mit Wasser aus und lassen Sie etwa 15-30 ml (1-2 Esslöffel) Wasser in der Dose. Wenn Sie keinen Esslöffel haben, gießen Sie einfach so viel Wasser ein, dass der Boden der Dose bedeckt ist.
Schritt 2. Bereiten Sie eine Schüssel mit Eiswasser vor
Füllen Sie eine Schüssel mit kaltem Wasser und Eis oder mit Wasser, das im Kühlschrank gekühlt wurde. Eine Schüssel, die tief genug ist, um die Dose einzutauchen, erleichtert das Experiment, ist aber nicht zwingend erforderlich. Mit einer sauberen Schüssel kannst du die Dose leichter zerbröckeln.
Schritt 3. Nehmen Sie spritzwassergeschützte Gläser und Klammern
In diesem Experiment erhitzen Sie diese Dose Soda, bis das Wasser darin kocht, und übertragen Sie sie dann schnell. Alle in der Nähe mussten eine spritzwassergeschützte Schutzbrille tragen, falls ihnen das heiße Wasser in die Augen spritzte. Du brauchst auch eine Zange, um die heiße Dose aufzuheben, ohne dich zu verbrennen, und drehe sie dann in einer Schüssel mit Eiswasser um. Übe das Aufnehmen von Dosen mit einer Zange, damit du sicher bist, dass du sie fest aufheben kannst.
Fahren Sie nur unter Aufsicht eines Erwachsenen fort
Schritt 4. Erhitzen Sie die Dose auf dem Herd
Stellen Sie die Dose Soda direkt über den Herd und stellen Sie dann die Hitzestufe auf niedrig. Lassen Sie das Wasser außerhalb der Dose sprudeln und lassen Sie es etwa 30 Minuten lang ausdampfen.
- Wenn Sie etwas Seltsames oder Metallisches riechen, fahren Sie sofort mit dem nächsten Abschnitt fort. Möglicherweise kocht das Wasser oder die Hitze ist zu hoch, sodass die Tinte oder das Aluminium in der Dose schmelzen.
- Wenn Ihr Herd die Getränkedose nicht erhitzen kann, verwenden Sie eine Kochplatte oder verwenden Sie eine Zange mit hitzebeständigen Griffen, um die Getränkedose auf dem Herd zu halten.
Schritt 5. Wenden Sie die heiße Dose mit einer Zange in das kalte Wasser
Halten Sie die Klemme mit der Handfläche nach oben. Nimm die Dose mit der Zange, drehe sie dann schnell über das kalte Wasser und tauche die Dose in die Schüssel mit Wasser.
Machen Sie sich bereit für einen lauten Knall, denn die Dose zerspringt schnell
Teil 2 von 3: Wie es funktioniert
Schritt 1. Erfahren Sie mehr über den Luftdruck
Die Luft um Sie herum komprimiert Sie und alles andere mit einem Druck von 101 kPa (14,7 Pfund pro Quadratzoll), wenn Sie sich auf Meereshöhe befinden. Dieser Druck reicht normalerweise aus, um eine Dose oder sogar eine Person zu zerschmettern! Dies geschieht nicht, weil die Luft in der Getränkedose (oder einer anderen Substanz in Ihrem Körper) mit dem gleichen Druck herausgedrückt wird und weil der Luftdruck sie zerstreut, indem er in alle Richtungen gleichmäßig auf uns drückt.
Schritt 2. Finden Sie heraus, was passiert, wenn Sie eine Dose Wasser erhitzen
Wenn das Wasser in der Dose kocht, können Sie sehen, wie das Wasser die Dose als Wassertröpfchen in der Luft oder als Dampf verlässt. Ein Teil der Luft in der Dose wird beim Sieden herausgedrückt, um Platz für die expandierenden Wassertröpfchen zu schaffen.
- Obwohl die Dose ihre Luft im Inneren verloren hatte, war sie noch nicht zerbrochen, da die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit von innen zusammengedrückt wurde.
- Generell gilt: Je mehr Sie eine Flüssigkeit oder ein Gas erhitzen, desto mehr dehnt sie sich aus. Wenn es sich in einem geschlossenen Behälter befindet, damit es sich nicht ausdehnt, komprimiert sich die Flüssigkeit oder das Gas noch mehr.
Schritt 3. Verstehen Sie den Prozess zerkleinerter Dosen
Wenn die Dose in Eiswasser umgedreht wird, ändert sich die Situation auf zwei Arten. Erstens kommt die Dose nicht mehr in Kontakt mit Luft, weil Wasser die Öffnung verstopft. Zweitens kann die Feuchtigkeit in der Dose schnell abkühlen. Der Wasserdampf schrumpft wieder auf sein Ausgangsvolumen und wird zur Wassermenge am Dosenboden. Plötzlich war der Raum leer – nicht einmal Luft! Die Luft, die von außen in die Dose gedrückt wurde, hatte plötzlich keinen Druck mehr von innen und zerstörte so das Innere.
Ein Raum, der nichts enthält, heißt Das Vakuum.
Schritt 4. Schauen Sie sich die Dose genau an, um andere Auswirkungen dieses Experiments zu erfahren
Das Auftreten eines Vakuums oder Leerraums in der Dose hat einen anderen Effekt als das Zerbrechen der Dose. Beobachten Sie die Dose sorgfältig, während Sie sie in das Wasser eintauchen, und heben Sie sie dann an. Sie können feststellen, dass etwas Wasser in die Dose gelangt und dann wieder heraustropft. Dies liegt daran, dass der Druck des Wassers gegen die Löcher in der Dose drückt, aber die Dose nur wenig füllen kann, bevor das Aluminium zerfällt.
Teil 3 von 3: Schülern helfen, aus Experimenten zu lernen
Schritt 1. Fragen Sie die Schüler, warum die Dose zerdrückt wurde
Beachten Sie, ob die Schüler eine Vorstellung davon haben, was mit der Dose passiert ist. Stimmen Sie ihren Antworten in diesem Stadium nicht zu oder geben Sie ihnen die Schuld daran. Akzeptieren Sie jede Idee und bitten Sie die Schüler, ihre Denkprozesse zu erklären.
Schritt 2. Helfen Sie den Schülern, sich Variationen des Experiments auszudenken
Bitten Sie die Schüler, neue Experimente durchzuführen, um ihre Ideen zu testen, und fragen Sie sie, was ihrer Meinung nach passieren wird, bevor sie das neue Experiment durchführen. Wenn ihnen kein neues Experiment einfällt, helfen Sie ihnen. Hier sind einige Variationen, die nützlich sein können:
- Wenn ein Schüler der Meinung ist, dass das Wasser (nicht die Feuchtigkeit) in der Dose der Grund dafür ist, dass die Dose zerspringt, lassen Sie den Schüler die gesamte Dose mit Wasser füllen und beobachten, ob die Dose zerspringt.
- Versuchen Sie das gleiche Experiment mit einem stärkeren Behälter. Stärkere Materialien brauchen länger, um sich aufzulösen, wodurch das Eiswasser mehr Zeit hat, die Dose zu füllen.
- Versuchen Sie, die Dose eine Weile abzukühlen, bevor Sie sie in das Eiswasser stellen. Dadurch wird mehr Luft in der Dose eingeschlossen, so dass die Zerkleinerung weniger stark ist.
Schritt 3. Erklären Sie die Theorie hinter diesem Experiment
Verwenden Sie die Informationen im Abschnitt Funktionsweise, um den Schülern beizubringen, warum Dosen zerbrechen. Fragen Sie sie, ob diese Informationen zu der Idee passen, auf die sie während des Experiments gekommen sind.
Tipps
Tauchen Sie die Dose mit einer Zange in das Wasser und lassen Sie sie nicht fallen
Warnung
- Die Dose und das Wasser darin fühlen sich heiß an. Lassen Sie das Publikum sich zurückziehen, wenn die Dose im Wasser umgedreht wird, um Verletzungen durch heiße Spritzer zu vermeiden.
- Ältere Kinder (ab 12 Jahren) können dies alleine tun, jedoch nur unter Aufsicht von Erwachsenen! Lassen Sie niemals mehr als eine Person demonstrieren, es sei denn, es ist mehr als ein Vorgesetzter anwesend.
