Vetenskapliga projekt om hur varmt och kallt vatten ändrar en ballong gör att eleverna kan utforska begreppen täthet av materia, lufttryck och ytspänning. När en ballong utsätts för värme eller kyla, kommer gasen inuti gummit antingen att expandera eller contractera. Förändringen i ballongens storlek blir en visuell mätare av förändringen i lufttrycket. Att lägga varmt och kallt vatten i ett experiment gör det också möjligt för eleverna att undersöka egenskaperna hos vätskor.

Lufttryck

Undersök lufttrycket i ett enkelt experiment med en ballong, en flaska och en panna varm vatten. Blås upp ballongen, men knut den inte. Sträck den över en tom flaska mun. Ställ flaskan i en panna fylld med varmt vatten. Lämna det här experimentet ensam i några minuter och återgå för att observera förändringen i ballongens storlek. Observera att den heta luften i flaskan har flyttat in i ballongen, vilket gör att gasen inuti ballongen växer varmare. Observera hur de uppvärmda gasmolekylerna repellerar varandra, vilket tvingar ballongen att expandera.

Luft Expansion och Kontraktion

Mät ändringarna i ballongens storlek när de utsätts för varma och kalla miljöer. Samla tre identiska ballonger, en termometer och ett måttband. Blås upp ballongerna. Mäta rumstemperaturen och mät sedan ballongens omkrets. Tänk på att vatten kan omvandlas till gas eller en fast substans beroende på temperaturen. Använd en dusch i ett litet badrum för att skapa en miljö fylld med ånga. Mäta temperaturen på badrummet och placera de tre ballongerna i varmluft. Vänta ca 10 minuter eller tills du märker att ballongerna expanderar. Mät deras omkretsar. Återgå ballongerna till rumstemperatur, vilket ska ta ca 20 minuter. Mät temperaturen på en stor islåda. Sätt ballongerna i frostig luft. Vänta 10 minuter, ta bort ballongerna och mäta deras omkretsar. Tänk på hur varm luft tar upp mer utrymme än kallluft, förklarar förändringar i ballongens storlek när den placeras i miljöer med varierande temperaturer.

Blanda varmt och kallt vatten

Undersök vad som händer med en ballong när varmt och kallt vatten blandas. Samla två smala burkar och ett plastkort som kan glida mellan burkarna för att förhindra att vatten läcker från en burk till den andra. Häll hett vatten i en burk och kallt vatten i den andra. Placera kortet över munnen på den heta burken och vänd på burken över den kalla, och släpp sedan snabbt ut kortet. Stick en ballong över kallkrukans mun. Mät omkretsen av ballongen när den når sin maximala diameter. Upprepa experimentet; invertera dock kolven med kallt vatten över den heta. Observera skillnaden i storleken på de två ballongerna, även om du använder samma mängder varmt och kallt vatten. Förklara hur en förändring av proceduren medför att vattnets temperatur varierar, vilket påverkar ballongens storlek.

Heta och kalla fronter

Använd ballonger och varmt och kallt vatten för att utforska väderhändelser, som när en varm front möter en kall framsida. Samla två burkar och matfärgning. Häll hett vatten i en burk och kallt vatten i den andra. Använd matfärgning för att märka burkarna och blanda sedan innehållet i burkarna i en skål. Observera och spela in hur samma vätska vid två olika temperaturer blandas. Samla två ballonger. Fyll en med kallt vatten och den andra med varmt vatten. Rita ett varmt bad. Placera vattnet ballonger i badkaret och observera hur de rör sig. Observera hur ballongerna avstöter varandra som olja och vatten. Tänk på hur den kalla ballongen sjunker på grund av dess större densitet.