Innhold
Vitenskapelige prosjekter om hvordan varmt eller kaldt vann påvirker en ballong, lar studentene utforske begrepene materietetthet, lufttrykk og overflatespenning. Når en ballong utsettes for varme eller kulde, utvides eller trekkes gassen inne i den. Endringen i ballongstørrelse er en visuell forklaring på endringen i lufttrykk. Tilsetning av varmt eller kaldt vann til et eksperiment gjør det også mulig for elevene å utforske egenskapene til væsker.
Lufttrykk
Undersøk lufttrykket i et enkelt eksperiment med en ballong, en flaske og en beholder med varmt vann. Oppblås ballongen, men ikke bind den. Strekk den over munnen på en tom flaske. Plasser flasken i beholderen med varmt vann. La dette eksperimentet være et øyeblikk, og gå tilbake for å observere størrelsen på ballongen. Merk at den varme gassen inne i flasken har beveget seg inn i ballongen, noe som gjør den varmere. Observer hvordan de oppvarmede gassmolekylene frastøter hverandre, og tvinger ballongen til å ekspandere.
Luftutvidelse og sammentrekning
Mål endringer i størrelsen på en ballong når de utsettes for kalde eller varme omgivelser. Bli med tre identiske ballonger, et termometer og et målebånd. Blås opp ballongene. Mål omgivelsestemperaturen og ballongens omkrets. Tenk på at vannet kan bli fast eller gassformig avhengig av temperaturen. Bruk en dusj på et lite bad og plasser de tre ballongene i den varme luften. Vent ca 10 minutter til du merker at ballongene har utvidet seg. Mål omkretsene dine. Sett ballongene tilbake til romtemperatur, som skal ta ca. 20 min. Mål temperaturen i en isboks. Plasser ballongene i kald luft. Vent i 10 minutter, fjern ballongene og mål omkretsene. Tenk på hvordan varm luft tar mer plass enn kald luft, og tell størrelsesendringene på ballongen når den plasseres i miljøer med varierende temperaturer.
Blanding av varmt og kaldt vann
Undersøk hva som skjer med en ballong når varmt og kaldt vann blandes. Sett sammen to tynne krukker og et plastkort som kan plasseres mellom dem, slik at innholdet ikke blandes. Ha varmt vann i en av glassene og kaldt vann i en annen. Plasser kortet over det som inneholder varmt vann, og snu det over med kaldt vann, og ta deretter ut kortet. Fest en ballong til munnen på kaldtvannskrukken. Mål omkretsen når du når maksimal diameter. Gjenta eksperimentet, men vend kannen med kaldt vann over kannen med varmt vann. Legg merke til forskjellen i størrelsen på de to ballongene, til tross for at du bruker samme mengder varmt og kaldt vann. Forklar hvordan en endring i prosessen får temperaturen på vannoverflaten til å variere, og påvirker størrelsen på ballongen.
Kalde og varme fronter
Bruk varm- og kaldtvannsballonger for å utforske værhendelser, for eksempel når en varm front møter en kald front. Tilsett to krukker og matfargestoffer. Ha varmt vann i en krukke og kaldt vann i den andre. Bruk matfargestoffer til å identifisere glassene, og kombiner deretter innholdet i en bolle. Observer og noter hvordan den samme væsken ved forskjellige temperaturer blandes. Ta to ballonger. Fyll den ene med kaldt vann og den andre med varmt vann. Fyll et badekar med varmt vann, og legg de to ballongene i det. Observer hvordan de beveger seg. Innse at de frastøter som olje og vann. Tenk på at kaldvannsballongen synker på grunn av dens høyere tetthet.
