เนื้อหา

• ที่จะก้าว
• ส่วนที่ 1 ของ 3: การบดกระป๋อง
• ส่วนที่ 2 จาก 3: วิธีการทำงาน
• ส่วนที่ 3 ของ 3: ช่วยให้นักเรียนเรียนรู้จากการทดลอง
• เคล็ดลับ
• คำเตือน
• ความจำเป็น

คุณสามารถบีบอัดกระป๋องโซดาโดยไม่ต้องใช้อะไรเลยนอกจากแหล่งความร้อนและชามน้ำ นี่เป็นการสาธิตหลักการทางกายภาพหลายประการรวมถึงความกดอากาศและแนวคิดของสุญญากาศ การทดลองทำได้โดยครูเป็นผู้สาธิตหรืออยู่ภายใต้การดูแลของนักเรียน

ที่จะก้าว

ส่วนที่ 1 ของ 3: การบดกระป๋อง

1. ใส่น้ำเปล่าลงในกระป๋องโซดาเปล่า ล้างกระป๋องด้วยน้ำจากนั้นเติมน้ำประมาณ 15–30 มล. (1-2 ช้อนโต๊ะ) ลงในกระป๋อง ถ้าคุณไม่มีที่ตักให้ใส่น้ำลงไปในกระป๋องให้เพียงพอ
2. เตรียมชามใส่น้ำแข็ง. เติมน้ำเย็นและน้ำแข็งลงในชามหรือด้วยน้ำที่แช่เย็นในตู้เย็น ในการทำเช่นนี้ให้ใช้ชามที่ลึกพอที่จะทำการทดลองได้ แต่ไม่จำเป็น ชามใสช่วยให้มองเห็นกระป๋องที่บีบอัดได้ง่ายขึ้น
3. สวมแว่นตานิรภัยและใช้คีม ในการทดลองนี้ให้อุ่นกระป๋องจนน้ำในกระป๋องเดือดแล้วจุ่มกระป๋องลงไปใต้น้ำ ทุกคนที่อยู่ใกล้เคียงควรสวมแว่นตานิรภัยในกรณีที่น้ำร้อนกระเซ็น คุณต้องใช้ที่คีบเพื่อหยิบกระป๋องโดยไม่ต้องเผาตัวเองและจุ่มลงในน้ำ ฝึกหยิบกระป๋องสักสองสามครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าคุณจับได้แน่น
   • ดำเนินการภายใต้การดูแลของผู้ใหญ่เท่านั้น
4. อุ่นกระป๋องบนเตา วางกระป๋องตรงบนเตาขนาดเล็กแล้วเปิดไฟให้ต่ำ ต้มน้ำให้เดือดประมาณ 30 วินาที
   • หากคุณได้กลิ่นแปลก ๆ หรือโลหะให้ข้ามไปยังส่วนถัดไป น้ำอาจเดือดจนแห้งหรือคุณอาจตั้งความร้อนสูงเกินไปทำให้หมึกหรืออลูมิเนียมในกระป๋องละลาย
   • หากเตาของคุณไม่มีฐานสำหรับวางกระป๋องให้ใช้เตาร้อนหรือใช้ที่คีบที่มีด้ามจับทนความร้อนถือกระป๋องไว้เหนือกองไฟ
5. ใช้ที่คีบพลิกกระป๋องในน้ำเย็น จับคีมโดยหงายฝ่ามือขึ้น ใช้ที่คีบหยิบกระป๋องจากนั้นพลิกน้ำเย็นอย่างรวดเร็วจากนั้นจุ่มกระป๋องลงในชาม
   • อย่าเพิ่งตื่นตระหนกเพราะการบีบอัดกระป๋องอาจทำให้เกิดเสียงดังมาก!

ส่วนที่ 2 จาก 3: วิธีการทำงาน

1. ความดันอากาศ. อากาศรอบตัวคุณกดทับร่างกายของคุณทุกด้านโดยมีความดัน 101 กิโลปาสคาลที่ระดับน้ำทะเล แค่นี้ก็เพียงพอแล้วที่จะบีบกระป๋องหรือแม้แต่คุณกับฉัน! สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากอากาศในกระป๋อง (หรือวัสดุในร่างกายของคุณ) ดันออกมาพร้อมกับความดันเท่ากันและเนื่องจากความกดอากาศจะยกเลิกตัวเองเนื่องจากมันกระทำต่อวัตถุจากทุกมุมด้วยความดันเท่ากัน .
2. จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณอุ่นกระป๋องด้วยน้ำ เมื่อน้ำในกระป๋องเดือดคุณจะเห็นว่าไอน้ำเริ่มก่อตัวขึ้น สิ่งนี้จะดันอากาศบางส่วนในกระป๋องออกเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับละอองน้ำที่เพิ่มขึ้น
   • แม้ว่าตอนนี้กระป๋องจะมีอากาศอยู่ด้านในน้อยลง แต่ก็ยังไม่ถูกบีบอัดเนื่องจากไอน้ำเข้าไปแทนที่อากาศ
   • โดยทั่วไปยิ่งของเหลวหรือก๊าซได้รับความร้อนมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งขยายตัวมากขึ้นเท่านั้น ถ้าเป็นภาชนะปิดความดันจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เพราะอากาศไม่สามารถเล็ดลอดออกไปได้
3. ทำไมถึงบีบอัดกระป๋อง หากคว่ำกระป๋องสถานการณ์จะเปลี่ยนไปสองทาง ประการแรกอากาศไม่สามารถไหลเข้าไปในกระป๋องได้อีกเพราะทางเข้าถูกปิดกั้นด้วยน้ำ ประการที่สองไอน้ำในกระป๋องจะเย็นลงอย่างรวดเร็วจึงใช้พื้นที่น้อยลงและในที่สุดก็กลับสู่สถานะเริ่มต้นคือน้ำเล็กน้อยที่เราใส่ในกระป๋องก่อน ทันใดนั้นพื้นที่ส่วนใหญ่ในกระป๋องก็ไม่ถูกครอบครองด้วยอากาศอีกต่อไป แต่กลายเป็นสุญญากาศ! อากาศที่กดลงบนกระป๋องจากภายนอกจะไม่ได้รับการชดเชยอีกต่อไปทำให้กระป๋องล้มเหลว
   • ห้องที่ไม่มีอากาศเรียกว่าห้องหนึ่ง เครื่องดูดฝุ่น.
4. ดูอย่างใกล้ชิดที่กระป๋องเพื่อดูผลการทดลองอื่น ๆ การป้องกันไม่ให้เกิดสุญญากาศในกระป๋องมีผลอีกอย่างหนึ่งนอกเหนือจากการบีบอัดกระป๋อง ให้ความสนใจกับกระป๋องเมื่อวางไว้ใต้น้ำ คุณจะเห็นน้ำจำนวนเล็กน้อยถูกดูดเข้าไปในกระป๋องแล้วหยดกลับออกมา นี่เป็นเพราะน้ำกำลังกดกับช่องเปิด แต่ก็ยากพอที่จะเติมกระป๋องเล็กน้อยก่อนที่อลูมิเนียมจะถูกบีบอัด

ส่วนที่ 3 ของ 3: ช่วยให้นักเรียนเรียนรู้จากการทดลอง

1. ถามนักเรียนว่าทำไมจึงอัดกระป๋อง ดูว่านักเรียนมีความคิดว่าเกิดอะไรขึ้นกับกระป๋องหรือไม่ อย่ายืนยันหรือหักล้างแนวคิดใด ๆ ในจุดนี้ อย่าทิ้งความคิดใด ๆ และปล่อยให้นักเรียนอธิบายว่าพวกเขาคิดอย่างไรเกี่ยวกับเรื่องนี้
2. ช่วยนักเรียนคิดรูปแบบต่างๆในการทดสอบ การทดลองใหม่ ๆ เพื่อทดลองใช้แนวคิดของตนเองและขอให้พวกเขาคาดเดาสิ่งที่จะเกิดขึ้นก่อนที่จะเริ่ม หากพวกเขามีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการคิดอะไรบางอย่างนี่คือรูปแบบที่เป็นไปได้ที่จะแนะนำ:
   • หากนักเรียนคิดว่ากระป๋องถูกบีบอัดด้วยน้ำไม่ใช่สูญญากาศให้เติมน้ำลงในกระป๋องให้เต็มและดูว่ามีการบีบอัดหรือไม่
   • ลองใช้การทดลองเดียวกันกับภาชนะที่แข็งแรงกว่า หากวัสดุหนักกว่าจะใช้เวลาบีบอัดนานขึ้นทำให้น้ำน้ำแข็งเข้าสู่ภาชนะมากขึ้น
   • พยายามปล่อยให้กระป๋องเย็นก่อนวางลงในน้ำน้ำแข็ง ซึ่งจะส่งผลให้มีอากาศในกระป๋องมากขึ้นซึ่งจะช่วยลดการบีบอัด
3. อธิบายทฤษฎีเบื้องหลังการทดลอง ใช้ข้อมูลในส่วนวิธีการทำงานเพื่ออธิบายให้นักเรียนเข้าใจว่าเหตุใดจึงบีบอัดกระป๋อง ถามว่าผลการทดลองเห็นด้วยกับเหตุผลของพวกเขาเองหรือไม่

เคล็ดลับ

• อย่าทิ้งกระป๋องลงในน้ำ แต่ใช้ที่คีบจุ่มลงไป

คำเตือน

• กระป๋องและน้ำในนั้นจะร้อนมาก ทันทีที่คุณวางกระป๋องลงในน้ำเย็นควรปล่อยให้ผู้ชมอยู่ห่าง ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ใครได้รับบาดเจ็บจากการกระเซ็นของน้ำร้อน
• เด็กโต (12+) สามารถทำการทดลองนี้ได้ด้วยตนเอง แต่ต้องมีผู้ใหญ่คอยดูแล! ควรมีผู้เข้าร่วมในการทดลองนี้ไม่เกิน 1 คนในคราวเดียวเว้นแต่จะมีผู้ใหญ่หลายคนให้ความช่วยเหลือ

ความจำเป็น

• กระป๋องโซดาเปล่า
• แหนบยาวพอที่จะจับกระป๋องร้อนได้ดีจากระยะไกล
• เตาจานร้อนหรือเตา Bunsen
• มาพร้อมกับน้ำเย็น