Закони про газ легко продемонструвати за допомогою повсякденних предметів побуту. Ці пов’язані наукові принципи описують, як змінюються об’єм, тиск і температура газу в різних умовах, і є наріжним каменем хімії та фізики. Експеримент із газовим законом показує, що відбувається з однією властивістю, такою як об’єм, коли ви змінюєте іншу, наприклад температуру, а решта залишається незмінною. Описані тут експерименти є безпечними та недорогими та не містять шкідливих хімічних речовин, лише повітря та водяну пару. Ті самі принципи працюють для будь-якого звичайного газу.
Дробарка для банок
Експеримент на дробарці банок демонструє закон Чарльза - основний принцип, що при нагріванні гази розширюються, а при охолодженні стискаються. Вам знадобиться невелика газована банка; залийте його приблизно половиною унції води. Кип’ятіть банку в каструлі з водою близько хвилини, і ви помітите, як пара відкривається від отвору содової банки. За допомогою щипців схопіть банку і покладіть її догори дном в миску з холодною водою. Банку негайно роздавить. Водяна пара негайно виходить із балончика, а холодна вода конденсує пару, залишаючи банку під дуже низьким тиском всередині. Це відбувається так швидко, що нормальний тиск повітря за межами банки дробить зовнішню сторону банки.
Повітряна куля в пляшці
Знайдіть порожню скляну пляшку, наприклад пляшку з содою, і наповніть її приблизно унцією води. У каструлі з водою нагрівайте пляшку, поки вода всередині не закипить. Натягніть повітряну кулю над горловиною пляшки. Коли пляшка охолоджується, газ всмоктує повітряну кульку в пляшку, і вона почне надуватися всередині пляшки. Що відбувається, це те, що повітряна куля затримала водяну пару в пляшці і в міру її охолодження зовнішній тиск повітря замінює водяну пару, яка в даний час конденсується і спорожнює внутрішню частину пляшку. Під час нагрівання газ розширюється, а при охолодженні скорочується, завдяки чому пляшка стає «порожньою» порівняно із зовнішнім тиском повітря. Балон розширюється всередині пляшки, щоб забезпечити зовнішній тиск повітря всередину. Цей експеримент дає ще один приклад закону Чарльза.
Експеримент із стисненням повітря
Цей експеримент демонструє силу стисненого повітря. Спорожніть пляшку з содою і вставте повітряну кульку. Спробуйте надути повітряну кулю всередині пляшки. Це неможливо через повітря, що сидить усередині пляшки. Коли повітряна куля надувається, вона вичавлює повітря в пляшці. Повітря стискається, але й штовхає назад, як пружина. Ваші легені не можуть забезпечити достатньо сили, щоб подолати тиск повітря в пляшці. Цей експеримент ілюструє закон Бойля, який показує, що ви можете стискати газ, хоча це непросто.