Notandi:Martin/Vísindasmiðjur/Kerti, glas og vatn
Markmið[breyta | breyta frumkóða]
Athuga áhrifin á loftþrýsting þegar kerti í lokuðu rými brennur út.
Áhöld og efni[breyta | breyta frumkóða]
- Munið að laga þennan lista að því hvaða áhöld og efni þið notið.
- Grunn skál eða diskur.
- Gegnsætt glas
- Lítið kerti
- Vatn
- Eldfæri
Framkvæmd[breyta | breyta frumkóða]
Stillum kertinu upp í miðri skálinni og hellum vatni í hana. Gætum þess að vatnið flæði hvorki úr skálinni né yfir kertið. Kveikjum á kertinu og hvolfum glasinu yfir það.
Bíðum eftir að kertið brenni út og fylgjumst með vatnsyfirborðinu í glasinu.
- Þið getið endurtekið tilraunina nokkrum sinnum ef ykkur langar að kanna þetta nánar eða breyta einhverju í framkvæmdinni. Lýsið þá því sem þið gerið í eigin orðum.
Niðurstöður[breyta | breyta frumkóða]
- Lýsið því hér hvað gerðist hjá ykkur.
Athugasemdir til nemenda[breyta | breyta frumkóða]
Hvað er að gerast?[breyta | breyta frumkóða]
Það er í raun tvennt. Vaxið (yfirleitt paraffín) brennur og hvarfast við súrefnið og tekur við það minna pláss. Loft er alltaf að þrýsta út á við en loftþrýstingurinn inni í glasinu lækkar þegar það er minna loft. Vatnsyfirborðið ætti að hækka í glasinu vegna þess að loftið fyrir utan glasið er með hærri þrýsting og þrýstir vatninu inn í glasið.
Á sama tíma er loftið inni í glasinu að hitna vegna þess að kertið er að brenna. Við það þenst loftið út sem eykur loftþrýstinginn. Meðan logar á kertinu eru því þessi tvö áhrif (lækkun loftþrýstings vegna bruna vaxins og hækkun loftþrýsting vegna hitnunar loftsins) að keppast við hvort annað.
Ef hitunin er ráðandi þenst loftið út og það ætti jafnvel að búbbla aðeins undir glasbrúninni þegar loftið þrýstist út. Ef þrýstingslækkunin vegna bruna vaxins er ráðandi ætti vatnið að þrýstast inn í glasið.
Þegar kertið hefur brennt öllu súrefninu í glasinu getur bruninn ekki haldið áfram og því slokknar á kertinu. Loftið tekur strax að kólna og dregst við það saman. Þá lækkar loftþrýstingurinn inni í glasinu og loftið fyrir utan glasið þrýstir vatninu inn.
Hugmyndir að útfærslum[breyta | breyta frumkóða]
Þið getið prófað að breyta stærð glassins sem þið hvolfið yfir kertið. Fjölgað kertum eða notað misstór kerti. Notað heitt eða kalt vatn og hitað eða kælt glasið. Eins getið þið prófað að setja glasið snögglega eða afar hægt yfir kertið.
Þessar breytingar munu hafa mismikil áhrif; sumar miklar en aðrar litlar sem engar.
Athugasemdir til kennara[breyta | breyta frumkóða]
Það þarf alls ekki mikið vatn til að þetta þessi tilraun heppnist. Ef vatnið nær ekki að smjúga inn undir glasið má láta það standa á litlum upphækknunum (t.d. myntum/krónupeningum) svo vatnið flæði betur undir og inn í það.
Upphækkanirnar geta verið myntir eða jafnvel bara bútar af eldspýtu. Því hærri sem upphækkanirnar eru, því hærra þarf vatnsyfirborðið að vera svo það er hentugt að hafa þær lágar.
Um hugtakanotkun: Sog[breyta | breyta frumkóða]
Það er algengt að tala um að loftþrýstingur sjúgi og við því að búast að nemendur tali um að vatnið sogist inn í glasið. Ef nemendurnir eru meðtækilegir fyrir því má nota þetta tækifæri til að benda þeim á að loft sýgur aldrei, heldur þrýstir það aðeins. Þess vegna væri ekki hægt að sjúga kókómjólk úr fernu úti í geimi (ef kókómjólkin mundi ekki sjóða, þ.e.a.s., en það er önnur saga) og þess vegna er ekki hgt að sjúga vatn hærra en 10,3 m eins og Derek Muller skýrir skemmtileg hér:
