Stropicciare una Lattina con la Pressione dell'Aria: 12 Passaggi (con Immagini)

Contenuto

Passi
Consigli
Avvertenze
Necessità

Puoi spremere una lattina con nient`altro che una fonte di calore e una ciotola d`acqua.Questa è una grande dimostrazione di alcuni principi fisici, tra cui la pressione dell`aria e il concetto di vuoto. L`esperimento può essere fatto da un insegnante come dimostrazione, o sotto la supervisione, dagli studenti.

Passi

Parte 1 di 3: Schiacciare una lattina

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 1

1. Metti dell`acqua in una lattina vuota. Sciacquare la lattina con un po` d`acqua e poi aggiungere circa 15–30 ml (1–2 cucchiai.) acqua nella lattina. Se non hai un misurino, metti abbastanza acqua nella lattina da coprire il fondo.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 2

2. Preparare una ciotola di acqua ghiacciata. Riempi una ciotola con acqua fredda e ghiaccio, o acqua che è stata raffreddata in frigorifero. Utilizzare una ciotola abbastanza profonda per eseguire l`esperimento, ma questo non è necessario. Una ciotola trasparente rende più facile vedere come viene spremuta la lattina.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 3

3. Indossa gli occhiali di sicurezza e usa le pinze. In questo esperimento riscaldi una lattina fino a quando l`acqua nella lattina inizia a bollire, quindi immergi la lattina sott`acqua. Tutti intorno dovrebbero indossare occhiali di sicurezza nel caso in cui l`acqua calda venga spruzzata. Avrai anche bisogno di una pinza per raccogliere la lattina, senza bruciarti, e immergerla nell`acqua. Esercitati a raccogliere la lattina alcune volte per assicurarti di avere una presa salda.

Procedi solo sotto la supervisione di un adulto.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 4

4. Scaldare la lattina sul fornello. Metti la lattina in posizione verticale su un piccolo fornello e abbassa la fiamma. Portare l`acqua a bollore e lasciarla bollire per circa 30 secondi.

Se senti qualcosa di strano o metallico, vai direttamente alla parte successiva. L`acqua potrebbe essersi asciugata o il calore è troppo alto, causando lo scioglimento dell`inchiostro o dell`alluminio.

Se il tuo bruciatore non ha una base per una lattina, usa una piastra riscaldante o usa una pinza con un manico resistente al calore per tenere la lattina sul fuoco.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 5

5. Usa le pinze per capovolgere la lattina nell`acqua fredda. Tieni le pinze con i palmi delle mani rivolti verso l`alto. Usa le pinze per raccogliere la lattina, quindi capovolgila rapidamente sopra l`acqua fredda, immergendo la lattina nella ciotola.

Non allarmarti, perché comprimere la lattina può fare molto rumore!

Parte 2 di 3: Come funziona

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 6

1. Pressione dell`aria. L`aria intorno a te preme contro il tuo corpo su tutti i lati, con una pressione di 101 kPa al livello del mare. Questo da solo è sufficiente per spremere una lattina insieme, o anche tu e me! Questo non accade perché l`aria nella lattina (o il materiale nel tuo corpo) espelle con la stessa quantità di pressione, e perché la pressione dell`aria si annulla, perché agisce su un oggetto da tutti gli angoli con la stessa pressione.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 7

2. Cosa succede se riscaldi la lattina con l`acqua. Quando l`acqua nella lattina bolle, vedrai che inizia a formarsi del vapore. Questo spingerà fuori parte dell`aria nella lattina per fare spazio alla crescente nuvola di goccioline d`acqua.

Sebbene la lattina ora abbia meno aria all`interno, non verrà ancora compressa poiché il vapore acqueo ha preso il posto dell`aria.

In generale, più un liquido o un gas viene riscaldato, più si espanderà. Se si tratta di un contenitore chiuso, la pressione continuerà ad aumentare perché l`aria non può fuoriuscire.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 8

3. Perché la lattina è compressa. Se la lattina viene capovolta, la situazione cambia in due modi. Innanzitutto, l`aria non può più fluire nella lattina perché l`ingresso è bloccato dall`acqua. In secondo luogo, il vapore acqueo nel barattolo si raffredderà rapidamente e quindi occuperà meno spazio, e alla fine tornerà al suo stato iniziale, un po` d`acqua che mettiamo per primo nel barattolo. Improvvisamente la maggior parte dello spazio nel barattolo non è più occupato dall`aria, ma è diventato vuoto! L`aria che preme sulla lattina dall`esterno non viene più compensata, provocando il collasso della lattina.

Uno spazio dove non c`è aria si chiama a vuoto.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 9

4. Osserva attentamente la lattina per vedere un altro effetto dell`esperimento. Prevenire il vuoto nella lattina ha un effetto in più, oltre a comprimere la lattina. Prestare molta attenzione alla lattina quando viene messa sott`acqua. Vedrai che una piccola quantità di acqua viene aspirata nella lattina e poi gocciola di nuovo. Questo perché l`acqua preme contro l`apertura, ma abbastanza forte da riempire leggermente la lattina prima che l`alluminio venga compresso.

Parte 3 di 3: Aiutare gli studenti a imparare dall`esperimento

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 10

1. Chiedi agli studenti perché la lattina è compressa. Vedi se gli studenti hanno un`idea di cosa è successo alla lattina. Non confermare o smentire nessuna delle idee a questo punto. Non mettere da parte nessuna idea e lascia che gli studenti spieghino come ci hanno pensato.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 11

2. Aiuta gli studenti a proporre variazioni sull`esperimento. Nuovi esperimenti per mettere alla prova le proprie idee e chiedere loro di prevedere cosa accadrà prima di iniziare. Se hanno difficoltà a trovare qualcosa, ecco alcune possibili varianti da suggerire:

Se uno studente pensa che la lattina sia compressa dall`acqua, non dal vuoto, chiedigli di riempire completamente una lattina di acqua e vedere se è compressa.

Prova lo stesso esperimento con un contenitore più robusto. Se il materiale è più pesante, ci vorrà più tempo per comprimersi, facendo entrare più acqua ghiacciata nel contenitore.

Prova a far raffreddare la lattina prima di metterla nell`acqua ghiacciata. Ciò si tradurrà in più aria nella lattina, rendendo la compressione meno forte.

Immagine titolata Crush a Can with Air Pressure Step 12

3. Spiega la teoria alla base dell`esperimento. Usa le informazioni della sezione Come funziona per spiegare agli studenti perché la lattina viene compressa. Chiedi se il risultato dell`esperimento corrisponde al loro stesso ragionamento.

Consigli

Non far cadere la lattina nell`acqua, usa le pinze per immergerla.

Avvertenze

La lattina e l`acqua al suo interno saranno molto calde. Fai in modo che gli spettatori si allontanino non appena metti la lattina nell`acqua fredda per evitare lesioni dovute agli schizzi di acqua calda.
I bambini più grandi (12+) possono eseguire questo esperimento da soli, ma solo sotto la supervisione di un adulto! Non ci dovrebbe mai essere più di 1 persona contemporaneamente in questo esperimento, a meno che non ci siano più adulti da assistere.