科学プロジェクト：温水と冷水が気球をどのように変えるか

温水と冷水が気球をどのように変化させるかに関する科学プロジェクトにより、学生は物質の密度、気圧、表面張力の概念を探求することができます。 バルーンが熱や冷気にさらされると、ゴム内部のガスが膨張または収縮します。 気球のサイズの変化は、気圧の変化の視覚的なゲージになります。 実験に温水と冷水を追加することで、学生は液体の特性を調べることもできます。

1つの風船、ボトル、お湯の鍋を使った簡単な実験で気圧を調べます。 風船を膨らませますが、結ばないでください。 空のボトルの口にそれを伸ばします。 お湯を入れた鍋にボトルをセットします。 この実験を数分間そのままにして、バルーンのサイズの変化を観察するために戻ってください。 ボトル内の熱気がバルーン内に移動し、バルーン内のガスが暖かくなることに注意してください。 加熱されたガス分子が互いに反発し、バルーンを強制的に膨張させる様子を観察します。

高温および低温の環境にさらされたときのバルーンのサイズの変化を測定します。 3つの同一の風船、温度計と巻尺を集めます。 風船を膨らませます。 室温を測定してから、気球の円周を測定します。 水は温度によって気体または固体に変わる可能性があることを考慮してください。 小さなバスルームのシャワーを使って、蒸気で満たされた環境を作りましょう。 バスルームの温度を測定し、3つの風船を熱風に置きます。 約10分、またはバルーンが拡張するのに気付くまで待ちます。 それらの円周を測定します。 バルーンを室温に戻します。これには約20分かかります。 大きなアイスボックスの温度を測定します。 気球を冷気に入れます。 10分待ってから、バルーンを取り外して、それらの円周を測定します。 さまざまな温度の環境に配置されたときのバルーンのサイズの変化を考慮して、熱気が冷気よりも多くのスペースを占める方法を検討してください。

温水と冷水が混合されたときにバルーンがどうなるかを調べます。 1つの瓶から別の瓶に水が漏れるのを防ぐために、2つの狭い瓶と瓶の間を滑らせることができるプラスチックカードを集めます。 片方の瓶に熱湯を注ぎ、もう一方の瓶に冷水を注ぎます。 熱い瓶の口の上にカードを置き、冷たい瓶の上で瓶を裏返し、すぐにカードを引き出します。 冷たい瓶の口に風船を貼り付けます。 バルーンが最大直径に達したときに、バルーンの円周を測定します。 実験を繰り返します。 ただし、冷たい水の瓶を熱いものの上に逆さにします。 同じ量の温水と冷水を使用している場合でも、2つのバルーンのサイズの違いに注意してください。 手順を変更すると、水面の温度がどのように変化し、気球のサイズに影響するかを説明します。

気球と温水と冷水を使用して、温暖前線と寒冷前線が出会うときなどの気象イベントを探索します。 2つの瓶と食品着色料を集めます。 片方の瓶に熱湯を注ぎ、もう一方の瓶に冷水を注ぎます。 食用着色料を使用して瓶にラベルを付け、瓶の中身を組み合わせてボウルにします。 2つの異なる温度で同じ液体がどのように混合するかを観察して記録します。 2つの風船を集めます。 1つを冷水で、もう1つをお湯で満たします。 熱いお風呂を描きます。 浴槽に水風船を置き、それらがどのように動くかを観察します。 風船が油や水のように互いに反発する様子を観察してください。 密度が高いために冷たい風船がどのように沈むかを考えてみてください。