Существует много опытов, в основе которых находится вода. Очень интересными опытами считаются опыты с кипящей водой, когда образуется пар. С помощью пара и сосуда вытесняется воздушная масса, а как только происходит охлаждение и пар конденсируется, в емкости резко понижается температурный режим и в атмосферном давлении происходят настоящие чудеса. Опыты, в которых участвует вода, интересны не только детям, но и взрослым. Интересны эти опыты и любителям физики и всем увлекающимся экспериментальными работами. Кипением называется явление, когда жидкость образует пар с образованием пузырьков. Пузырьки всплывают на поверхность, а вверх поднимается туман.
Советы на все случаи жизни
В опытах наблюдаются быстрые протекания физически явлений и очень хорошо, если для наглядного примера остальным, чтобы не показывать опыт вы его снимите на видео. Этот факт буден интересен и вам для анализа, который можно будет провести, пересмотрев опыты. Для того чтобы провести опыты, необходимо обзавестись специальным оборудованием. Первый рассматриваемый опыт лучше всего проводить под присмотром руководителя, остальные опыты можно проводить и самостоятельно. В любом случае обязательно соблюдается осторожность и аккуратность. Если воздух из сосуда убран, то атмосферное давление, которое давит на стенку сосуда, составляет 10 ньютонов на 1 см 2. Эта цифра эквивалентна массе в один килограмм. Внутри сосуда остается водяной пар, который в обычных условия имеет давление 30 мм ртутного столба. Это более чем в 20 раз меньше давления атмосферы. Если же при вытеснении паром в сосуде остается воздух, то давления хватит для проведения следующих опытов.
Опыты с использованием колбы
Берется сосуд, имеющий плоское дно, это может быть коническая или круглая колба, достаточно объема от 0.3-0.5 литра. Наливаем в эту колбу 50 мл воды. Используем огнеупорную колбу, ее легко узнать по матовому оттенку. Закройте горлышко пробкой из резины с выходной стеклянной трубочкой, на которую нужно надеть полуметровый шланг. Колбу ставят на плитку, в сосуд, который ставится рядом, опускается трубочка. В нем должна быть вода в количестве 300 мл, подкрасьте ее. Примерно на 1 см шланг не должен касаться дна второго сосуда. Вода нагревается и доводится до кипения за 3 минуты и чуть-чуть кипит. Вода будет кипеть, а во второй сосуд будет поступать большое количество пузырьков. Как только пузырьки перестанут идти, возьмите тряпку и вместо плиты поставьте подставку одинаковой высотой с плитой. Можно просто поменять плиту горячую на холодную. Вскоре начнет происходить остывание воздуха, а водяной пар начнет превращаться в конденсат. Давление будет ниже атмосферного давления, вода будет стекать в колбу. Как только ускорится конденсирование, колба заполнится водой. Опыт показывает, что кипение воды образует пар, который начинает вытеснять воздух.
Пар это вода опыты с использованием алюминиевой банки из-под спрайта
Возьмем пустую алюминиевую банку из-под любого напитка или аналогичную банку. Не открываем банку, а прокалываем с помощью шила две дырочки на расстоянии друг от друга и выливаем жидкость, дырочки не должны быть более 3 мм. Наливаем в банку немного воды, облегчит задачу использование шприца. Возьмите две спички застрогайте и, чтобы они плотно закрывали отверстия. Через отверстие в открывашке банке проденьте нитку или проволоку. На руку оденьте перчатку, чтобы не обжечься, возьмите банку за привязанную ниточку. Поднимите банку и начните нагревать ее до того момента, пока не закипит вода. Кипение вызовет туман, который будет сопровождаться капельками воды. Быстро поставьте банку и заткните отверстия, банку поместите в сосуд, где холодная вода. Туман из банки быстро будет конденсироваться и банка сомнется. Силу вычислить просто измеряется диаметр т высота, получается площадь и вычисляется действующая при этом сила. Этот опыт очень нравится начинающим физикам.
Опыты с кастрюлями
Не все опыты можно провести в одиночку, например в данном случае понадобится от 2-4 человек. Следует взять кастрюлю примерно с диаметром в 15 см. Беспокоиться не стоит, прочитав предыдущий опыт, так как эмалированную кастрюлю раздавить с помощью атмосферного давления не получится. Привяжите веревку к ручкам и к крышке кастрюли. Сделайте тесто и этим тестом намажьте стенки крышки, соприкасающейся с краем кастрюли. Можно использовать замазку, пластилин или что-то другое, но тесто конечно самое простое решение, отмыть будет легко. На дно кастрюли в 1 см налейте воды и поставьте на огонь для кипения с открытой крышкой, огонь должен быть хорошим, чтобы водяной пар выдавил воздушные массы и выдал туман. Как только горелку вы выключите, сразу плотно прижимайте крышку к кастрюле. Для охлаждения налейте воды в раковину и поставьте остужаться туда кастрюлю. Потрогайте кастрюлю, если она остыла, не прилагайте большого усилия и попытайтесь приоткрыть крышку. Если крышка не открывается, то продолжаем, если открывается, то начинаем заново. Подобный опыт проводился великим ученым Отто Герике в 1654 году, этот опыт изучается в седьмом классе. Внимание, если атмосферное давление больше, то может оторваться ручка от кастрюли. Для этого опыта не берите мамину любимую кастрюлю. Растяните веревки с двух сторон и начинайте тянуть, пытаясь открыть крышку. Сила давления вычисляется следующим образом F=pS, так что если крышка в диаметре 20 см, соответственно крышка примерно 300 см квадратных, а значит, крышка прижимается на 3000 Н.
Опыты кастрюля и стекло
Возьмите кастрюлю с диаметром в 20 см. Из обычного стекла вырезается квадрат и точно такой же квадрат из картона. Необходимо перевернуть кастрюлю и поставить ее на квадрат из бумаги, провести обводку карандашом. Стекло нужно намазать клеем, абсолютно любым. Бумагу прижимаем к стеклу таким образом, чтобы сквозь него было видно окружность сделанную карандашом. Чтобы сделать герметичную поверхность соединения нанесите замазку. Наливаем в кастрюлю воду в 1 см и начинаем ее кипятить, пока не появится водяной пар или как его еще называют туман. Кастрюлю, как закипит вода, быстро снимите с горелки и прикройте стеклом, чтобы замазка по всему периметру прилипла к крышке. Наливаем в тазик холодную воду и туда ставим кастрюлю, ожидаем, пока вода остынет. Пар начнет конденсироваться уже после первой минуты остывания, так называемый туман, исчезнет. Давление внутри уменьшается по сравнению с атмосферным и просто выдавливает стекло. Все провалится вовнутрь кастрюли.
Самым первым тепловым двигателем, который стали применять на практике стал пароатмосферный двигатель. При закипании воды образуется туман или пар, он поступает в цилиндр, благодаря этому поднимается поршень не в один десяток дециметров квадратных. После в цилиндр добавляли воду, туман прекращался в конденсат и поршень опускался при помощи рычага.
Над промышленными предприятиями зачастую можно увидеть явление конденсации водяного пара и туман. Облака и тучи тоже представляют собой такие явления как парообразование и конденсацию водяного пара. Возьмите две ватки, одну смочите в холодной воде, а другую в горячей, одинаково и отожмите и проведите по стеклу с матовым отблеском. Посмотрите на стекло, площадь следа начинает уменьшаться, причем от горячей воды быстрее, чем от холодной. Если схематически отобразить насыщенный пар, то испарение это то, что движется вверх, а конденсация, это то, что опускается вниз. Динамическое равновесие же представляет насыщенный пар.
Еще одним интересным опытом является следующее: Поставим колбу на огонь и доведем ее до кипения, затем плотно прикроем крышкой и дадим немного остыть, переворачиваем колбу и сверху польем постепенно холодную воду. Вода в колбе начнет кипеть, хоть и ее температура не будет превышать 100 градусов Цельсия.
Холодный воздух и теплый воздух содержит разное количество водяного пара, в холод окно потеет внутри помещения. Если посмотреть на небо когда летит самолет, вы увидите белый след – это своего рода тоже конденсация воды. То же самое с зеркальцем, если на него дыхнуть зеркало запотеет, стоит его оставить остывать, оно начнет принимать свою постоянную форму и все исчезнет. Наблюдать за опытами с водой и паром интересно, а говорить о ни можно бесконечно, поэтому каждый должен попробовать выполнить какой-то интересный для себя опыт или понаблюдать за определенным явлением.
