פרויקטים מדעיים: כמה מים חמים וקרים מחליפים בלון

פרויקטים מדעיים כיצד מים חמים וקרים מחליפים בלון מאפשרים לתלמידים לחקור את המושגים של צפיפות החומר, לחץ האוויר ומתח השטח. כאשר בלון נחשף לחום או לקור, הגז שבתוך הגומי יתרחב או יתכווץ. השינוי בגודל הבלון הופך למד חזותי לשינוי לחץ האוויר. הוספת מים חמים וקרים לניסוי מאפשרת גם לתלמידים לחקור את תכונות הנוזלים.

בדקו את לחץ האוויר בניסוי פשוט עם בלון אחד, בקבוק ומחבת מים חמים. נפח את הבלון, אך אל תקשר אותו. מתחו אותו מעל פיו של בקבוק ריק. מכניסים את הבקבוק לתבנית מלאה במים חמים. השאירו את הניסוי הזה בכמה דקות, וחזרו להתבונן בשינוי בגודל הבלון. שימו לב שהאוויר החם שבתוך הבקבוק עבר לבלון, מה שגורם לגז שבתוך הבלון להתחמם. התבונן כיצד מולקולות הגז המחוממות דוחות זו את זו ומכריחות את הבלון להתרחב.

מדוד את השינויים בגודל הבלון כאשר הם נחשפים לסביבות חמות וקרות. אספו שלושה בלונים זהים, מדחום וקלטת מדידה. מנפחים את הבלונים. מדוד את טמפרטורת החדר, ואז מודד את היקף הבלונים. קחו בחשבון שמים יכולים להפוך לגז או למוצק בהתאם לטמפרטורה. השתמש במקלחת בחדר אמבטיה קטן כדי ליצור סביבה מלאה באדים. מדדו את טמפרטורת האמבטיה והניחו את שלושת הבלונים באוויר חם. המתן כ -10 דקות או עד שתבחין שהבלונים מתרחבים. מדוד את היקפיהם. מחזירים את הבלונים לטמפרטורת החדר, שאמורה לארוך כ -20 דקות. מדוד את הטמפרטורה של קופסת קרח גדולה. שים את הבלונים באוויר קפוא. המתן 10 דקות, הסר את הבלונים ואז למדוד את היקפיהם. שקול כיצד אוויר חם תופס יותר מקום מאוויר קר, תוך התחשבות בשינויים בגודל הבלון כאשר הוא ממוקם בסביבות עם טמפרטורות משתנות.

בדקו מה קורה לבלון כשמערבבים מים חמים וקרים. אספו שתי צנצנות צרות וכרטיס פלסטיק שניתן להחליק בין הצנצנות כדי למנוע נזילת מים מצנצנת אחת לשנייה. מוזגים מים חמים לצנצנת אחת ומים קרים לשנייה. הניחו את הקלף מעל פיו של הצנצנת החמה והפכו את הצנצנת על גבי הקרה ואז החליקו את הכרטיס במהירות. הדביקו בלון מעל פי הצנצנת הקרה. מדוד את היקף הבלון כשהוא מגיע לקוטרו המרבי. חזור על הניסוי; עם זאת, הפוך את צנצנת המים הקרים על פני החם. שימו לב להבדל בגודל שני הבלונים למרות שאתם משתמשים באותן כמויות של מים חמים וקרים. הסבירו כיצד שינוי בהליך גורם לטמפרטורה של פני המים להשתנות, מה שמשפיע על גודל הבלון.

השתמש בבלונים ובמים חמים וקרים כדי לחקור אירועי מזג אוויר, כמו למשל כאשר חזית חמה פוגשת חזית קרה. אספו שתי צנצנות וצבעי מאכל. מוזגים מים חמים לצנצנת אחת ומים קרים לשנייה. השתמש בצבעי מאכל כדי לסמן את הצנצנות, ואז שלב את תוכן הצנצנות לקערה. התבונן ורשם כיצד אותו נוזל בשתי טמפרטורות שונות מתערבב. אספו שני בלונים. ממלאים אחד במים קרים והשני במים חמים. צייר אמבטיה חמה. הניחו את בלוני המים באמבטיה והתבוננו כיצד הם נעים. התבונן כיצד הבלונים דוחים זה את זה כמו שמן ומים. שקול כיצד הבלון הקר שוקע בשל צפיפותו הרבה יותר.