Hur man krossar en burk med lufttryck

Du kan krossa en läskburk med inget annat än en värmekälla och en skål med vatten. Detta är en fantastisk visuell demonstration av några enkla vetenskapliga principer, inklusive lufttryck och begreppet vakuum. Experimentet kan utföras av lärare som en demonstration eller av mogna elever under handledning.

Del ett av 3: Krossar en sodakanna

ett Häll lite vatten i en tom läskburk. Skölj en läskburk med vatten och lämna cirka 15–30 milliliter vatten i botten av burken. Om du inte har en måttsked, häll i tillräckligt med vatten för att täcka botten på burken.
2 Förbered en skål med isvatten. Fyll en skål med kallt vatten och is eller med vatten som har förvarats i ett kallt kylskåp. En skål djupt nog för att hålla burken kan göra det lättare att genomföra experimentet, men det är inte nödvändigt. En klar skål gör det lättare att se burken krossas.
3 Få stänksäkra skyddsglasögon och tång. I detta experiment kommer du att värma upp denna läskburk tills vattnet i den kokar och sedan flytta den snabbt. Alla i närheten ska ha stänksäkra skyddsglasögon om varmt vatten sprutas mot ögonen. Du behöver också ett par tång för att ta tag i den heta burken utan att bränna dig själv och vänd sedan upp och ner i skålen med isvatten. Öva på att plocka upp burken med tången så att du är säker på att de kan plocka upp burken ordentligt.
- Fortsätt endast med vuxenövervakning.
4 Värm burken på spisen. Placera sodavatten upprätt på en spis och sätt sedan på värmeinställningen. Låt vattnet koka utanför burken, bubbla och släpp ut vattenånga i cirka trettio sekunder.
- Om du luktar något konstigt eller metalliskt, fortsätt direkt till nästa avsnitt. Vattnet kan ha kokat bort, eller värmen kan ha varit för hög, vilket kan orsaka att bläcket eller aluminiumet på burken smälter.
- Om din spisbrännare inte kan stödja sodavatten, använd en värmeplatta eller använd tång med värmebeständiga handtag för att hålla sodavatten över kaminen.
5 Använd tången för att vända den heta burken upp och ner i det kalla vattnet. Håll tången med handflatan uppåt. Använd tången för att plocka upp burken och vänd den sedan snabbt ovanför kallvattenbadet och kasta burken i skålen med vatten.
- Var beredd på ett högt ljud eftersom burken snabbt krossas! På grund av ljudet, undvik att utföra experimentet kring barn yngre än dagis.
Annons

Del 2 av 3: Hur det fungerar

ett Lär dig mer om lufttryck. Luften runt dig pressar mot dig och alla andra föremål, med ett tryck så högt som 101 kPa (14,7 pund per kvadrattum) när du är vid havsnivå. Detta skulle normalt vara tillräckligt för att krossa en burk i sig, eller till och med en person! Detta händer inte eftersom luften inuti läskburken (eller materialet inuti kroppen) trycker utåt med lika tryck, och för att lufttrycket 'avlägsnar sig' genom att trycka på oss från alla håll lika.
2 Ta reda på vad som händer när du värmer burken med vatten. När vattnet i burken kokar kan du se att vattnet börjar fly så små droppar i luften eller ånga. En del av luften i burken skjuts ut när detta händer för att göra plats för det expanderande molnet av vattendroppar.
- Trots att burken förlorar en del av luften inuti, blir den inte krossad ännu, eftersom vattenångan som tog platsen för luften trycker inifrån istället.
- I allmänhet ju mer du värmer upp en vätska eller en gas, desto mer expanderar den. Om det är en sluten behållare så att den inte kan fortsätta expandera, utövar den mer tryck. Detta kallas Gay-Lussacs lag.
3 Förstå hur burken krossas. När burken vänds upp och ner i isvattnet förändras situationen på två sätt. För det första är burken inte längre öppen mot luften, eftersom vatten blockerar öppningen. För det andra svalnar vattenångan inuti burken snabbt igen. Vattenångan krymper än en gång ner till sin ursprungliga volym, den lilla mängden vatten längst ner på burken. Plötsligt har det mesta av utrymmet i burken ingenting i sig alls - inte ens luft! Luften som tryckt från utsidan av burken hela tiden har plötsligt ingenting på andra sidan som kan motstå den, så den krossar burken inåt.
- Utrymme som inte har något kallas a Vakuum .
4 Titta på burken noggrant för att upptäcka ytterligare en effekt av experimentet. Utseendet på ett vakuum eller tomt utrymme inuti burken har en annan effekt förutom att burken krossas. Titta noga på burken när du sänker ner den i vattnet och igen när du lyfter ut den. Du kanske märker att en liten mängd vatten sugs upp i burken och sedan sipprar ut igen. Detta beror på att vattentrycket trycker mot burkens öppning, men bara tillräckligt hårt för att fylla lite av burken innan aluminium krossas. Annons

Del 3 av 3: Hjälpa studenter att lära av experimentet

ett Fråga eleverna varför burken krossades. Se om eleverna har några idéer om vad som hände med burken. Bekräfta inte eller förneka något av svaren i detta skede. Bekräfta varje idé och be eleverna förklara sin tankeprocess.
2 Hjälp eleverna att komma med variationer i experimentet. Be eleverna komma med nya experiment för att testa sina idéer och fråga dem vad de tror kommer att hända innan de genomför det nya experimentet. Om de har problem med ett nytt experiment, hjälp dem. Här är några varianter som kan vara till hjälp:
- Om en student tror att vattnet (inte vattenångan) i burken var ansvarig för att det krossades, låt eleverna fylla en hel burk med vatten och se om den krossas.
- Prova samma experiment med en kraftigare behållare. Det tyngre materialet bör ta längre tid att krossas, vilket ger isvattnet mer tid att fylla det.
- Försök att låta burken svalna en kort stund innan du lägger den i isbadet. Detta kommer att resultera i mer luft i burken och därmed mindre allvarlig krossning.
3 Förklara teorin bakom experimentet. Använd informationen i avsnittet Hur det fungerar för att lära eleverna varför burken krossades. Fråga dem om det överensstämmer med vad de kom med i sina experiment. Annons

Gemensamma frågor och svar

Sök Lägg till ny fråga

Fråga Vad är syftet med detta experiment?Meredith Juncker, doktorsexamen
Vetenskaplig forskare Meredith Juncker är doktorand i biokemi och molekylärbiologi vid Louisiana State University Health Sciences Center. Hennes studier fokuserar på proteiner och neurodegenerativa sjukdomar.Meredith Juncker, doktorsexamenVetenskaplig forskares expert Svar Syftet med detta experiment är att visa fasförändringar (vatten till ånga) och effekten av obalanserat tryck (ångkondensering, vilket orsakar ett vakuum inuti burken = obalanserat tryck).
Fråga Kan vi värma burken på en brännare?Meredith Juncker, doktorsexamen
Vetenskaplig forskare Meredith Juncker är doktorand i biokemi och molekylärbiologi vid Louisiana State University Health Sciences Center. Hennes studier fokuserar på proteiner och neurodegenerativa sjukdomar.Meredith Juncker, doktorsexamenVetenskaplig forskarexpert Svar Ja. Var noga med att hålla den vid en lägre temperatur så att du inte smälter din burk!
Fråga I stället för att värma burken på en spis, kan jag lägga den i solen? Nej. Det kommer inte att vara tillräckligt varmt. Det skulle behöva vara mycket hetare, så det är tillräckligt varmt för att göra vattenånga.
Fråga Kan jag få samma resultat genom att ha varmt vatten i skålen och kallt vatten i burken? Nej, eftersom burken måste kunna producera vattenånga för att detta faktiskt ska fungera.
Fråga Varför tror du att mängden vatten som placeras i burken påverkar mängden burken kommer att krossa? Anledningen till att detta påverkar beror på mängden vattenånga som du producerar. Med mer vatten har du ett högre tryck, så det blir mer en kraft på burken.
Fråga Kan du få samma resultat genom att lägga en tom plastflaska i frysen och sedan köra den under varmt vatten? Flaskan expanderar med luften inuti den, så den spränger inte som en ballong.
Fråga Efter att burken krossades, varför kom vatten ut ur burken efter att ha dragits upp ur vattnet? Det rökiga vattnet pressades in i det kalla vattnet och det kalla vattnet sugs in i burken.
Fråga Kan jag göra detta med en vattenflaska? Ja. Det fungerar med en vattenflaska.

Obesvarade frågor

Vilken variabel ändras? Svar

Ställ en fråga 200 tecken kvar. Inkludera din e-postadress för att få ett meddelande när denna fråga besvaras. Skicka in
Annons

Video . Genom att använda den här tjänsten kan viss information delas med YouTube.

Tips

Sänk burken i vattnet med tången, snarare än att tappa den.

Annons

Varningar

Äldre barn (i åldrarna 12+) kanske kan göra själva, men endast under vuxenövervakning! Låt aldrig mer än en person göra demonstrationen åt gången, såvida det inte finns mer än en handledare närvarande.
Burken och vattnet inuti blir varmt. Låt deltagarna stå tillbaka när burken vänds i vattnet för att undvika att bli skadad av varmvattenspray.

Annons