Sisältö

• Astua
• Osa 1/3: Tölkin murskaaminen
• Osa 2/3: Kuinka se toimii
• Osa 3/3: Autetaan oppilaita oppimaan kokeesta
• Vinkkejä
• Varoitukset
• Tarpeet

Voit puristaa soodakannun vain lämmönlähteellä ja kulholla vettä. Tämä on loistava osoitus useista fyysisistä periaatteista, mukaan lukien ilmanpaine ja tyhjiön käsite. Kokeilun voi tehdä opettaja esittelynä tai opiskelijoiden valvonnassa.

Astua

Osa 1/3: Tölkin murskaaminen

1. Laita vettä tyhjään soodakannuun. Huuhtele tölkki vedellä ja lisää tölkkiin sitten noin 15–30 ml (1–2 rkl) vettä. Jos sinulla ei ole kauhaa, laita tölkkiin vain tarpeeksi vettä pohjan peittämiseksi.
2. Valmista kulho jäävettä. Täytä kulho kylmällä vedellä ja jäällä tai jääkaapissa jäähdytetyllä vedellä. Käytä tätä varten tarpeeksi syvää kulhoa kokeen suorittamiseen, mutta tämä ei ole välttämätöntä. Kirkas kulho helpottaa purkin puristamista.
3. Aseta suojalasit ja käytä pihdejä. Tässä kokeessa kuumennat tölkkiä, kunnes tölkissä oleva vesi kiehuu, ja upotat tölkin sitten veden alle. Kaikkien lähellä olevien tulee käyttää suojalaseja, jos kuumaa vettä roiskuu päälle. Tarvitset myös pihtejä purkin ottamiseksi, polttamatta itseäsi, ja upota se veteen. Harjoittele purkin ottamista muutaman kerran varmistaaksesi, että sinulla on tukeva pito.
   • Edetä vain aikuisen valvonnassa.
4. Lämmitä tölkki liedellä. Aseta tölkki pystyssä pienen polttimen päälle ja käännä lämpö matalaksi. Kuumenna vesi kiehuvaksi ja anna sen kiehua noin 30 sekuntia.
   • Jos haistat jotain outoa tai metallista, ohita seuraava osa. Vesi voi olla kiehunut kuivana tai olet saattanut asettaa lämmön liian korkeaksi, jolloin tölkissä oleva muste tai alumiini sulaa.
   • Jos uunissasi ei ole tölkin pohjaa, käytä keittolevyä tai pidikettä, jossa on lämmönkestävä kahva, pitämään tölkkiä tulen yli.
5. Käännä purkki pihdillä kylmässä vedessä. Pidä pihdeistä kämmenet ylöspäin. Ota purkki pihteillä, käännä se sitten nopeasti kylmän veden päälle ja upota sitten tölkki kulhoon.
   • Älä pelkää, koska purkin puristaminen voi aiheuttaa paljon melua!

Osa 2/3: Kuinka se toimii

1. Ilmanpaine. Ympärilläsi oleva ilma painaa kehoasi kaikilta puolilta, ja merenpinnan paine on 101 kPa. Pelkästään tämä riittää puristamaan purkki tai jopa sinä ja minä! Tätä ei tapahdu, koska tölkin ilma (tai kehosi materiaali) työntyy ulos samalla painemäärällä ja koska ilmanpaine peruuttaa itsensä, koska se vaikuttaa esineeseen kaikista kulmista samalla painemäärällä .
2. Mitä tapahtuu, kun kuumennat tölkin vedellä. Kun tölkin vesi kiehuu, voit nähdä, että höyry alkaa muodostua. Tämä työntää osan tölkin ilmasta vapauttaen tilaa kasvavalle vesipisaroiden pilvelle.
   • Vaikka tölkissä on nyt vähemmän ilmaa sisäpuolella, sitä ei vielä puristeta, koska vesihöyry on ottanut ilman paikan.
   • Yleensä mitä enemmän nestettä tai kaasua lämmitetään, sitä enemmän se laajenee. Jos se on suljettu astia, paine kasvaa edelleen, koska ilma ei pääse ulos.
3. Miksi tölkki on pakattu. Jos tölkki käännetään ylösalaisin, tilanne muuttuu kahdella tavalla. Ensinnäkin, ilmaa ei enää voi virrata tölkkiin, koska sisäänkäynti on veden tukossa. Toiseksi tölkissä oleva vesihöyry jäähtyy nopeasti ja vie vähemmän tilaa ja lopulta palaa alkuperäiseen tilaansa, vähän vettä, jonka laitamme tölkkiin ensin. Yhtäkkiä suurin osa tölkin tilasta ei ole enää ilmaan käytetty, mutta siitä on tullut tyhjiö! Ilmaa, joka painaa tölkkiä ulkopuolelta, ei enää kompensoida, mikä aiheuttaa tölkin epäonnistumisen.
   • Huone, jossa ei ole ilmaa, kutsutaan yhdeksi tyhjiö.
4. Katso tarkasti tölkkiä nähdäksesi kokeen toisen vaikutuksen. Tyhjiön estämisellä tölkissä on toinen vaikutus purkin puristamisen lisäksi. Kiinnitä huomiota tölkkiin, kun se asetetaan veden alle. Näet, että pieni määrä vettä imetään tölkkiin ja tippuu sitten takaisin ulos. Tämä johtuu siitä, että vesi painaa aukkoa, mutta vain tarpeeksi kovaa täyttämään tölkin vähän ennen kuin alumiini puristetaan.

Osa 3/3: Autetaan oppilaita oppimaan kokeesta

1. Kysy oppilailta, miksi tölkki puristetaan. Katso, onko oppilailla aavistustakaan siitä, mitä tölkille tapahtui. Älä vahvista tai kumoa mitään ideoita tässä vaiheessa. Älä laita mitään ajatusta sivuun ja anna oppilaiden selittää, miten he ajattelivat sitä.
2. Auta oppilaita keksimään kokeilun muunnelmia. Uusia kokeiluja kokeilemaan omia ideoitaan ja pyytämään heitä ennustamaan, mitä tapahtuu, ennen kuin he aloittavat. Jos heillä on vaikeuksia keksiä jotain, tässä on joitain mahdollisia muunnelmia ehdotettavaksi:
   • Jos opiskelijan mielestä purkki puristuu vedestä, ei tyhjiöstä, pyydä heitä täyttämään tölkki kokonaan vedellä ja katsomaan, onko se puristettu.
   • Kokeile samaa kokeilua tukevammalla astialla. Jos materiaali on painavampaa, sen puristuminen kestää kauemmin, jolloin säiliöön pääsee enemmän jäävettä.
   • Yritä antaa tölkin jäähtyä ennen sen asettamista jääveteen. Tämä johtaa enemmän ilmaan tölkissä, mikä vähentää puristusta.
3. Selitä kokeilun taustalla oleva teoria. Käytä Kuinka se toimii -osan tietoja selittääksesi opiskelijoille, miksi tölkki puristetaan. Kysy, sopivatko kokeilun tulokset heidän omiin perusteluihinsa.

Vinkkejä

• Älä pudota tölkkiä veteen, vaan upota se pihdeillä.

Varoitukset

• Tölkki ja siinä oleva vesi ovat erittäin kuumia. Heti kun asetat tölkin kylmään veteen, anna katsojien etäisyyden välttää jonkun loukkaantuminen roiskeista kuumaan veteen.
• Vanhemmat lapset (yli 12-vuotiaat) voivat suorittaa tämän kokeen itse, mutta vain aikuisen valvonnassa! Tässä kokeessa saa olla mukana enintään yksi henkilö kerrallaan, ellei useita aikuisia ole apuna.

Tarpeet

• Tyhjät soodakannut
• Tarpeeksi pitkät tangot pitämään kuumia tölkkejä hyvin kaukaa
• Liesi, keittolevy tai Bunsen-poltin
• Tule jääkylmän veden kanssa