Inhoud
Wetenschappelijke projecten over hoe warm of koud water een ballon beïnvloedt, stellen studenten in staat om de concepten materiedichtheid, luchtdruk en oppervlaktespanning te verkennen. Wanneer een ballon wordt blootgesteld aan hitte of kou, zet het gas erin uit of trekt het samen. De verandering in ballongrootte is een visuele verklaring van de verandering in luchtdruk. Door warm of koud water aan een experiment toe te voegen, kunnen studenten ook de eigenschappen van vloeistoffen onderzoeken.
Luchtdruk
Onderzoek de luchtdruk in een eenvoudig experiment met een ballon, een fles en een bak met heet water. Blaas de ballon op, maar bind hem niet vast. Strek het uit over de opening van een lege fles. Plaats de fles in de container met het hete water. Laat dit experiment even staan en ga dan terug om de grootte van de ballon te observeren. Merk op dat het hete gas in de fles in de ballon is bewogen, waardoor het warmer wordt. Kijk hoe de verwarmde gasmoleculen elkaar afstoten en de ballon dwingen uit te zetten.
Uitzetting en krimp van de lucht
Meet veranderingen in de grootte van een ballon bij blootstelling aan koude of warme omgevingen. Verbind drie identieke ballonnen, een thermometer en een meetlint. Blaas de ballonnen op. Meet de omgevingstemperatuur en de omtrek van de ballonnen. Bedenk dat het water afhankelijk van de temperatuur vast of gasvormig kan worden. Gebruik een douche in een kleine badkamer en plaats de drie ballonnen in de hete lucht. Wacht ongeveer 10 minuten totdat je merkt dat de ballonnen zijn uitgezet. Meet uw omtrekken. Breng de ballonnen terug op kamertemperatuur, dit duurt ongeveer 20 minuten. Meet de temperatuur in een koelbox. Plaats de ballonnen in de koude lucht. Wacht 10 minuten, verwijder de ballonnen en meet hun omtrek. Bedenk hoe hete lucht meer ruimte inneemt dan koude lucht, en tel daarbij de groottewijzigingen van de ballon bij plaatsing in omgevingen met wisselende temperaturen.
Warm en koud water mengen
Onderzoek wat er met een ballon gebeurt als warm en koud water worden gemengd. Verbind twee dunne potten en een plastic kaart die ertussen kan worden geplaatst, zodat de inhoud niet kan mengen. Doe heet water in een van de potten en koud water in een andere. Plaats de kaart over de kaart met heet water en draai hem om die met koud water en verwijder de kaart. Bevestig een ballon aan de opening van de koudwaterkruik. Meet uw omtrek wanneer u de maximale diameter heeft bereikt. Herhaal het experiment, maar draai de kan met koud water om boven de kan met heet water. Let op het verschil in grootte van de twee ballonnen, ondanks dat u dezelfde hoeveelheden warm en koud water gebruikt. Leg uit hoe een verandering in het proces ervoor zorgt dat de temperatuur op het wateroppervlak varieert, wat de grootte van de ballon beïnvloedt.
Koude en warme fronten
Gebruik warm- en koudwaterballonnen om weersgebeurtenissen te verkennen, zoals wanneer een warm front samenkomt met een koud front. Voeg twee potten en kleurstof toe. Doe heet water in de ene pot en koud water in de andere. Gebruik kleurstof om de potten te identificeren en combineer hun inhoud vervolgens in een kom. Observeer en noteer hoe dezelfde vloeistof bij verschillende temperaturen mengt. Neem twee ballonnen. Vul de ene met koud water en de andere met heet water. Vul een badkuip met heet water en plaats de twee ballonnen erin. Let op hoe ze bewegen. Realiseer je dat ze afstoten als olie en water. Bedenk dat de koudwaterballon zinkt vanwege zijn hogere dichtheid.
