Содержание

• Давление воздуха
• Расширение и сжатие воздуха
• Смешивание горячей и холодной воды
• Холодный и горячий фронты

Научные проекты о том, как горячая или холодная вода влияет на воздушный шар, позволяют учащимся изучить концепции плотности вещества, давления воздуха и поверхностного натяжения. Когда воздушный шар подвергается воздействию тепла или холода, газ внутри него расширяется или сжимается. Изменение размера воздушного шара является визуальным объяснением изменения давления воздуха. Добавление горячей или холодной воды в эксперимент также позволяет учащимся изучить свойства жидкостей.

Давление воздуха

Изучите давление воздуха в простом эксперименте с воздушным шаром, бутылкой и емкостью с горячей водой. Надуйте воздушный шар, но не привязывайте его. Натяните его на горлышко пустой бутылки. Поместите бутылку в емкость с горячей водой. Оставьте этот эксперимент на несколько секунд, а затем вернитесь, чтобы понаблюдать за размером воздушного шара. Обратите внимание, что горячий газ внутри баллона переместился в баллон, сделав его теплее. Наблюдайте, как молекулы нагретого газа отталкиваются друг от друга, заставляя воздушный шар расширяться.

Расширение и сжатие воздуха

Измерьте изменения размера воздушного шара при воздействии холодной или жаркой окружающей среды. Соедините три одинаковых воздушных шара, термометр и измерительную ленту. Надуйте воздушные шары. Измерьте температуру окружающей среды и окружность воздушных шаров. Учтите, что вода может стать твердой или газообразной в зависимости от температуры. Примите душ в маленькой ванной и поместите три воздушных шара в горячий воздух. Подождите примерно 10 минут, пока не заметите, что шары расширились. Измерьте свою окружность. Верните шары к комнатной температуре, что должно занять около 20 минут. Измерьте температуру в ледяном ящике. Поместите шары на холодный воздух. Подождите 10 минут, снимите воздушные шары и измерьте их окружность. Подумайте, насколько горячий воздух занимает больше места, чем холодный, посчитав изменения размеров воздушного шара при помещении в среду с различными температурами.

Смешивание горячей и холодной воды

Узнайте, что происходит с воздушным шаром при смешивании горячей и холодной воды. Соедините две тонкие банки и пластиковую карточку, которую можно поместить между ними, чтобы их содержимое не смешивалось. В одну банку налейте горячую воду, а в другую - холодную. Положите карту на карту с горячей водой и переверните карту с холодной водой, затем выньте карту. Прикрепите баллон к горлышку банки с холодной водой. Измерьте свою окружность, когда вы достигнете максимального диаметра. Повторите эксперимент, но переверните кувшин с холодной водой над кувшином с горячей водой. Обратите внимание на разницу в размере двух воздушных шаров, несмотря на то, что используется одинаковое количество горячей и холодной воды. Объясните, как изменение процесса приводит к изменению температуры на поверхности воды, влияя на размер воздушного шара.

Холодный и горячий фронты

Используйте воздушные шары с горячей и холодной водой, чтобы исследовать погодные явления, например, когда горячий фронт встречается с холодным фронтом. Добавьте две банки и пищевой краситель. В одну банку налейте горячую воду, а в другую - холодную. Используйте пищевой краситель, чтобы идентифицировать банки, а затем смешайте их содержимое в миске. Наблюдайте и записывайте, как смешивается одна и та же жидкость при разных температурах. Возьмите два воздушных шара. Заполните один холодной водой, а другой - горячей водой. Наполните ванну горячей водой и поместите в нее два воздушных шара. Понаблюдайте, как они двигаются. Осознайте, что они отталкиваются, как масло и вода. Учтите, что баллон с холодной водой тонет из-за его большей плотности.