Научные проекты: Как горячая и холодная вода меняют воздушный шар

Научные проекты о том, как горячая и холодная вода изменяет воздушный шар, позволяют учащимся изучить концепции плотности вещества, давления воздуха и поверхностного натяжения. Когда воздушный шар подвергается воздействию тепла или холода, газ внутри резины расширяется или сжимается. Изменение размера воздушного шара становится визуальным индикатором изменения давления воздуха. Добавление горячей и холодной воды к эксперименту также позволяет учащимся изучить свойства жидкостей.

Изучите давление воздуха в простом эксперименте с одним воздушным шаром, бутылкой и кастрюлей с горячей водой. Надуйте воздушный шар, но не завязывайте его узлами. Натяните его на горлышко пустой бутылки. Установите бутылку в кастрюлю с горячей водой. Оставьте этот эксперимент в покое на несколько минут и вернитесь, чтобы понаблюдать за изменением размера воздушного шара. Обратите внимание, что горячий воздух внутри баллона переместился в воздушный шар, в результате чего газ внутри баллона стал теплее. Наблюдайте, как молекулы нагретого газа отталкиваются друг от друга, заставляя воздушный шар расширяться.

Измерьте изменения размера воздушного шара при воздействии горячей и холодной окружающей среды. Соберите три одинаковых воздушных шара, градусник и рулетку. Надуйте воздушные шары. Измерьте температуру в помещении, а затем измерьте окружность воздушных шаров. Учтите, что вода может превращаться в газ или твердое вещество в зависимости от температуры. Используйте душ в маленькой ванной, чтобы создать атмосферу, наполненную паром. Измерьте температуру в ванной и поместите три воздушных шара в горячий воздух. Подождите примерно 10 минут или пока не заметите, что воздушные шары расширяются. Измерьте их окружности. Верните воздушные шары к комнатной температуре, что должно занять около 20 минут. Измерьте температуру в большом контейнере для льда. Поставьте шары на морозный воздух. Подождите 10 минут, снимите воздушные шары и затем измерьте их окружность. Подумайте, насколько горячий воздух занимает больше места, чем холодный, учитывая изменения в размере воздушного шара, когда его помещают в среду с изменяющейся температурой.

Узнайте, что происходит с воздушным шаром при смешивании горячей и холодной воды. Возьмите две узкие банки и пластиковую карточку, которую можно просунуть между банками, чтобы вода не просочилась из одной банки в другую. В одну банку налейте горячую воду, а в другую - холодную. Поместите карту в горлышко горячей банки и переверните банку над холодной, затем быстро вытащите карту. Прикрепите воздушный шарик к горлышку холодной банки. Измерьте окружность воздушного шара, когда он достигнет максимального диаметра. Повторить эксперимент; однако переверните банку с холодной водой над горячей. Обратите внимание на разницу в размере двух воздушных шаров, даже если вы используете одинаковое количество горячей и холодной воды. Объясните, как изменение процедуры приводит к изменению температуры поверхности воды, что влияет на размер воздушного шара.

Используйте воздушные шары и горячую и холодную воду, чтобы исследовать погодные явления, например, когда теплый фронт встречается с холодным фронтом. Возьмите две банки и пищевой краситель. В одну банку налейте горячую воду, а в другую - холодную. Используйте пищевой краситель, чтобы промаркировать банки, а затем смешайте их содержимое в миску. Наблюдайте и записывайте, как смешивается одна и та же жидкость при двух разных температурах. Соберите два воздушных шара. Заполните один холодной водой, а другой - горячей водой. Нарисуйте горячую ванну. Поместите шары с водой в ванну и посмотрите, как они двигаются. Посмотрите, как воздушные шары отталкиваются друг от друга, как масло и вода. Рассмотрим, как опускается холодный шар из-за большей плотности.