คุณสามารถบดโซดาด้วยแหล่งความร้อนและชามน้ำ นี่คือภาพสาธิตหลักการทางวิทยาศาสตร์ง่ายๆ บางอย่าง รวมถึงแรงดันน้ำและแนวคิดเรื่องสุญญากาศ การทดลองเหล่านี้สามารถทำได้โดยครูเป็นการสาธิตหรือโดยนักเรียนรุ่นพี่ภายใต้การดูแล
ขั้นตอน
ส่วนที่ 1 จาก 3: คั้นโซดากระป๋อง
ขั้นตอนที่ 1. เทน้ำลงในกระป๋องโซดาเปล่า
ล้างกระป๋องโซดาด้วยน้ำและปล่อยให้น้ำประมาณ 15-30 มล. (1-2 ช้อนโต๊ะ) ในกระป๋อง ถ้าคุณไม่มีช้อนโต๊ะ ก็แค่เทน้ำให้พอท่วมก้นกระป๋อง
ขั้นตอนที่ 2. เตรียมชามน้ำน้ำแข็ง
เติมน้ำเย็นและน้ำแข็งลงในชาม หรือเติมน้ำที่แช่เย็นไว้ในตู้เย็น ชามที่ลึกพอที่จะแช่กระป๋องจะทำให้การทดลองง่ายขึ้นแต่ไม่จำเป็น ชามที่สะอาดจะช่วยให้คุณเห็นกระป๋องพังได้ง่ายขึ้น
ขั้นตอนที่ 3 ใช้แว่นตาและที่หนีบป้องกันน้ำกระเซ็น
ในการทดลองนี้ คุณจะต้องต้มโซดากระป๋องจนน้ำเดือด จากนั้นจึงถ่ายเทอย่างรวดเร็ว ทุกคนในบริเวณใกล้เคียงต้องสวมแว่นตากันละอองน้ำในกรณีที่น้ำร้อนกระเซ็นเข้าตา คุณจะต้องใช้ที่คีบเพื่อหยิบกระป๋องร้อนโดยไม่ทำให้ตัวเองไหม้ จากนั้นพลิกกลับในชามที่มีน้ำเย็นจัด ฝึกหยิบกระป๋องด้วยแหนบเพื่อให้คุณมั่นใจว่าหยิบได้แน่น
ดำเนินการภายใต้การดูแลของผู้ใหญ่เท่านั้น
ขั้นตอนที่ 4. อุ่นกระป๋องบนเตา
วางกระป๋องโซดาไว้บนเตา แล้วปรับความร้อนเป็นต่ำ ปล่อยให้น้ำเดือดนอกกระป๋อง เดือดปุด ๆ แล้วปล่อยไอน้ำออกประมาณ 30 นาที
- หากคุณได้กลิ่นแปลก ๆ หรือโลหะ ให้ไปยังหัวข้อถัดไปทันที น้ำอาจเดือดหรือความร้อนสูงเกินไป ทำให้หมึกหรืออลูมิเนียมในกระป๋องละลาย
- หากเตาของคุณไม่สามารถให้ความร้อนกับกระป๋องโซดาได้ ให้ใช้จานร้อน หรือใช้ที่คีบที่มีด้ามจับทนความร้อนเพื่อวางกระป๋องโซดาไว้บนเตา
ขั้นตอนที่ 5. ใช้แหนบพลิกกระป๋องน้ำร้อนในน้ำเย็น
ถือแคลมป์โดยหงายฝ่ามือขึ้น ใช้ที่คีบหยิบกระป๋องขึ้นมา จากนั้นพลิกน้ำเย็นอย่างรวดเร็ว จุ่มกระป๋องลงในชามน้ำ
เตรียมตัวให้พร้อมสำหรับเสียงดังเพราะกระป๋องแตกอย่างรวดเร็ว
ส่วนที่ 2 จาก 3: มันทำงานอย่างไร
ขั้นตอนที่ 1 เรียนรู้เกี่ยวกับความกดอากาศ
อากาศรอบตัวคุณบีบอัดคุณและทุกอย่างด้วยแรงดัน 101 kPa (14.7 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) เมื่อคุณอยู่ที่ระดับน้ำทะเล แรงกดดันนี้มักจะเพียงพอที่จะทุบกระป๋องหรือแม้แต่คน! สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพราะอากาศในกระป๋องโซดา (หรือสารอื่นๆ ในร่างกายของคุณ) ดันออกด้วยแรงดันที่เท่ากัน และเนื่องจากความกดอากาศกระจายตัวโดยการกดทับเราในทุกทิศทางเท่าๆ กัน
ขั้นตอนที่ 2 ค้นหาว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณให้ความร้อนกับน้ำหนึ่งกระป๋อง
เมื่อน้ำในกระป๋องเดือด คุณจะเห็นว่าน้ำเริ่มออกจากกระป๋องเป็นหยดน้ำในอากาศหรือไอน้ำ อากาศในกระป๋องบางส่วนถูกขับออกมาในขณะที่มันเดือด เพื่อให้มีที่ว่างสำหรับหยดน้ำที่ขยายตัว
- แม้ว่ากระป๋องจะสูญเสียอากาศเข้าไปข้างใน แต่มันก็ยังไม่แตกเพราะความชื้นในอากาศบีบคั้นจากข้างใน
- โดยทั่วไป ยิ่งคุณให้ความร้อนกับของเหลวหรือแก๊สมากเท่าไร ของเหลวหรือแก๊สก็จะยิ่งขยายตัวมากขึ้นเท่านั้น หากอยู่ในภาชนะปิดเพื่อไม่ให้ขยายตัว ของเหลวหรือก๊าซจะบีบอัดมากยิ่งขึ้น
ขั้นตอนที่ 3 ทำความเข้าใจกระบวนการของกระป๋องที่บดแล้ว
เมื่อพลิกกระป๋องในน้ำเย็นจัด สถานการณ์จะเปลี่ยนไปในสองวิธี ประการแรก กระป๋องไม่สัมผัสกับอากาศอีกต่อไปเพราะน้ำขวางช่องเปิด ประการที่สอง ความชื้นในกระป๋องสามารถทำให้เย็นลงได้อย่างรวดเร็ว ไอน้ำจะหดตัวลงสู่ปริมาตรเริ่มต้นอีกครั้ง กลายเป็นปริมาณน้ำที่ด้านล่างของกระป๋อง ทันใดนั้นห้องก็ว่างเปล่า - ไม่มีแม้แต่อากาศ! อากาศที่กดจากด้านนอกของกระป๋องในทันใดไม่มีแรงกดดันจากภายใน จึงทำลายภายใน
พื้นที่ที่ไม่มีอะไรอยู่ในนั้นเรียกว่า สูญญากาศ.
ขั้นตอนที่ 4 ดูอย่างใกล้ชิดที่กระป๋องสำหรับผลกระทบอื่นๆ ของการทดลองนี้
การปรากฏตัวของสุญญากาศหรือพื้นที่ว่างในกระป๋องมีผลอย่างหนึ่งนอกเหนือจากการทำให้กระป๋องแตก ดูกระป๋องอย่างระมัดระวังเมื่อคุณจุ่มลงในน้ำแล้วยกขึ้น คุณอาจสังเกตเห็นว่ามีน้ำเข้าไปในกระป๋องแล้วหยดออกมาอีกครั้ง นี่เป็นเพราะแรงดันของน้ำไปกดกับรูในกระป๋อง แต่มีเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถเติมลงในกระป๋องได้ก่อนที่อะลูมิเนียมจะสลายตัว
ส่วนที่ 3 ของ 3: ช่วยให้นักเรียนเรียนรู้จากการทดลอง
ขั้นตอนที่ 1 ถามนักเรียนว่าทำไมกระป๋องถึงถูกทุบ
สังเกตว่านักเรียนมีความคิดเห็นเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับกระป๋องหรือไม่ ไม่เห็นด้วยกับหรือตำหนิคำตอบของพวกเขาในขั้นตอนนี้ ยอมรับแต่ละแนวคิดและขอให้นักเรียนอธิบายกระบวนการคิดของตน
ขั้นตอนที่ 2 ช่วยให้นักเรียนนึกถึงรูปแบบต่างๆ ในการทดลอง
ขอให้นักเรียนทำการทดลองใหม่เพื่อทดสอบความคิดของพวกเขา และถามพวกเขาว่าพวกเขาคิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นก่อนที่จะทำการทดลองใหม่ หากพวกเขาคิดการทดลองใหม่ไม่ได้ ก็ช่วยพวกเขา ต่อไปนี้คือรูปแบบบางส่วนที่อาจเป็นประโยชน์:
- หากนักเรียนคิดว่าน้ำ (ไม่ใช่ความชื้น) ในกระป๋องเป็นสาเหตุที่ทำให้กระป๋องแตก ให้นักเรียนเติมน้ำลงในกระป๋องทั้งหมด และดูว่ากระป๋องแตกหรือไม่
- ลองทดลองแบบเดียวกันกับภาชนะที่แข็งแรงกว่า วัสดุที่แข็งแรงกว่าจะใช้เวลานานกว่าจะสลายตัว ซึ่งจะทำให้น้ำน้ำแข็งมีเวลาเติมกระป๋องมากขึ้น
- พยายามทำให้กระป๋องเย็นลงก่อนจะใส่ลงในน้ำเย็นจัด สิ่งนี้จะทำให้อากาศบรรจุอยู่ในกระป๋องมากขึ้นเพื่อให้การบดขยี้รุนแรงน้อยลง
ขั้นตอนที่ 3 อธิบายทฤษฎีเบื้องหลังการทดลองนี้
ใช้ข้อมูลในส่วนวิธีการทำงานเพื่อสอนนักเรียนว่าทำไมกระป๋องแตก ถามพวกเขาว่าข้อมูลนี้ตรงกับแนวคิดที่พวกเขาคิดขึ้นระหว่างการทดลองหรือไม่
เคล็ดลับ
จุ่มกระป๋องลงในน้ำโดยใช้แหนบ และอย่าทำตก
คำเตือน
- กระป๋องและน้ำในนั้นจะรู้สึกร้อน ให้ผู้ชมถอยกลับเมื่อพลิกกระป๋องในน้ำ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ได้รับบาดเจ็บจากการกระเด็นร้อน
- เด็กโต (อายุ 12 ปีขึ้นไป) สามารถทำได้โดยลำพัง แต่อยู่ภายใต้การดูแลของผู้ใหญ่เท่านั้น! อย่าให้มากกว่าหนึ่งคนแสดงเว้นแต่มีผู้บังคับบัญชามากกว่าหนึ่งคน
