Innehåll
Vetenskapliga projekt om hur varmt eller kallt vatten påverkar en ballong gör det möjligt för eleverna att utforska begreppen materia densitet, lufttryck och ytspänning. När en ballong utsätts för värme eller kyla expanderar eller dras gasen inuti den. Förändringen i ballongstorlek är en visuell förklaring till förändringen i lufttrycket. Tillsätt varmt eller kallt vatten till ett experiment gör det också möjligt för eleverna att utforska vätskans egenskaper.
Lufttryck
Undersök lufttrycket i ett enkelt experiment med en ballong, en flaska och en behållare med varmt vatten. Blås upp ballongen, men bind inte den. Sträck den över munnen på en tom flaska. Placera flaskan i behållaren med det varma vattnet. Lämna experimentet några ögonblick och gå sedan tillbaka för att observera ballongens storlek. Observera att den heta gasen inuti flaskan har flyttat in i ballongen, vilket gör den varmare. Observera hur de uppvärmda gasmolekylerna stöter ut varandra och tvingar ballongen att expandera.
Luftutvidgning och sammandragning
Mät förändringar i en ballongs storlek när de utsätts för kalla eller heta miljöer. Gå med i tre identiska ballonger, en termometer och ett måttband. Blås upp ballongerna. Mät omgivningstemperaturen och ballongernas omkrets. Tänk på att vattnet kan bli fast eller gasformigt beroende på temperaturen. Använd en dusch i ett litet badrum och placera de tre ballongerna i den varma luften. Vänta cirka 10 minuter tills du märker att ballongerna har expanderat. Mät dina omkretsar. Sätt tillbaka ballongerna till rumstemperatur, vilket bör ta cirka 20 minuter. Mät temperaturen i en islåda. Placera ballongerna i den kalla luften. Vänta 10 minuter, ta bort ballongerna och mät deras omkrets. Tänk på hur varm luft tar mer utrymme än kall luft, räkna med ballongens storleksförändringar när den placeras i miljöer med varierande temperaturer.
Blanda varmt och kallt vatten
Undersök vad som händer med en ballong när varmt och kallt vatten blandas. Sätt i två tunna burkar och ett plastkort som kan placeras mellan dem, vilket förhindrar att deras innehåll blandas. Lägg hett vatten i en av burkarna och kallt vatten i en annan. Lägg kortet över det som innehåller varmt vatten och vänd det med kallt vatten och ta sedan ut kortet. Fäst en ballong i mynningen av kallvattenburken. Mät din omkrets när du når maximal diameter. Upprepa experimentet, invertera emellertid kannan med kallt vatten över kannan med varmt vatten. Notera skillnaden i storleken på de två ballongerna, trots att du använder samma mängder varmt och kallt vatten. Förklara hur en förändring i processen får temperaturen på vattenytan att variera, vilket påverkar ballongens storlek.
Kalla och heta fronter
Använd varm- och kallvattenballonger för att utforska väderhändelser, till exempel när en varmfront möter en kallfront. Lägg till två burkar och färgämnen. Lägg varmt vatten i en burk och kallt vatten i den andra. Använd färgämnen för att identifiera burkarna och kombinera sedan innehållet i en skål. Observera och registrera hur samma vätska vid olika temperaturer blandas. Ta två ballonger. Fyll den ena med kallt vatten och den andra med varmt vatten. Fyll ett badkar med varmt vatten och placera de två ballongerna i det. Observera hur de rör sig. Inse att de stöter bort som olja och vatten. Tänk på att kallvattenballongen sjunker på grund av dess högre densitet.