المشاريع العلمية: كيف يغير الماء الساخن والبارد بالونًا

تتيح المشاريع العلمية حول كيفية تغيير الماء الساخن والبارد بالونًا للطلاب استكشاف مفاهيم كثافة المادة وضغط الهواء والتوتر السطحي. عندما يتعرض البالون للحرارة أو البرودة ، فإن الغاز الموجود داخل المطاط إما أن يتمدد أو يتقلص. يصبح التغيير في حجم البالون مقياسًا مرئيًا للتغير في ضغط الهواء. تتيح إضافة الماء الساخن والبارد إلى التجربة للطلاب استكشاف خصائص السوائل.

تحقق من ضغط الهواء في تجربة بسيطة باستخدام بالون واحد وزجاجة ووعاء من الماء الساخن. نفخ البالون ، لكن لا تعقده. شدها على فم الزجاجة الفارغة. ضع الزجاجة في مقلاة مليئة بالماء الساخن. اترك هذه التجربة على حالها لبضع دقائق ، ثم عُد لملاحظة التغيير في حجم البالون. لاحظ أن الهواء الساخن داخل الزجاجة قد انتقل إلى البالون ، مما تسبب في زيادة دفء الغاز داخل البالون. لاحظ كيف تتنافر جزيئات الغاز المسخن مع بعضها البعض ، مما يجبر البالون على التمدد.

قياس التغيرات في حجم البالون عند تعرضه للبيئات الحارة والباردة. اجمع ثلاثة بالونات متطابقة مع مقياس حرارة وشريط قياس. نفخ البالونات. قم بقياس درجة حرارة الغرفة ، ثم قم بقياس محيط البالونات. ضع في اعتبارك أن الماء يمكن أن يتحول إلى غاز أو مادة صلبة حسب درجة الحرارة. استخدم دشًا في حمام صغير لخلق بيئة مليئة بالبخار. قس درجة حرارة الحمام وضع البالونات الثلاثة في الهواء الساخن. انتظر حوالي 10 دقائق أو حتى تلاحظ تمدد البالونات. قياس محيطهم. أعد البالونات إلى درجة حرارة الغرفة ، والتي ينبغي أن تستغرق حوالي 20 دقيقة. قم بقياس درجة حرارة صندوق ثلج كبير. ضع البالونات في هواء مثلج. انتظر 10 دقائق ، قم بإزالة البالونات ثم قم بقياس محيطها. ضع في اعتبارك كيف يشغل الهواء الساخن مساحة أكبر من الهواء البارد ، مع مراعاة التغيرات في حجم البالون عند وضعه في بيئات ذات درجات حرارة متفاوتة.

تحقق مما يحدث للبالون عند خلط الماء الساخن والبارد. اجمع برطمانين ضيقين وبطاقة بلاستيكية يمكن انزلاقها بين البرطمانات لمنع تسرب الماء من أحدهما إلى الآخر. صب الماء الساخن في وعاء واحد والماء البارد في الآخر. ضع البطاقة على فوهة البرطمان الساخن واقلب البرطمان فوق البرطمان البارد ، ثم اسحب البطاقة للخارج بسرعة. ضع بالونًا فوق فم البرطمان البارد. قس محيط البالون عندما يصل إلى أقصى قطر له. كرر التجربة. ومع ذلك ، اقلب جرة الماء البارد فوق الجرة الساخنة. لاحظ الاختلاف في حجم البالونين على الرغم من أنك تستخدم نفس الكميات من الماء الساخن والبارد. اشرح كيف يتسبب التغيير في الإجراء في اختلاف درجة حرارة سطح الماء ، مما يؤثر على حجم البالون.

استخدم البالونات والماء الساخن والبارد لاستكشاف أحداث الطقس ، على سبيل المثال عندما تلتقي جبهة دافئة بجبهة باردة. اجمع برطمانين وملون طعام. صب الماء الساخن في وعاء واحد والماء البارد في الآخر. استخدم ألوان الطعام لتسمية البرطمانات ، ثم ادمج محتويات البرطمانات في وعاء. راقب وسجل كيف يمتزج نفس السائل عند درجتي حرارة مختلفتين. اجمع بالونين. املأ أحدهما بالماء البارد والآخر بالماء الساخن. ارسم حمامًا ساخنًا. ضع بالونات الماء في الحوض ولاحظ كيف تتحرك. لاحظ كيف تتنافر البالونات مثل الزيت والماء. ضع في اعتبارك كيف يغرق البالون البارد بسبب كثافته الكبيرة.