Что будет если холодный воздух мгновенно разогреть
Что будет если холодный воздух мгновенно разогреть
Расширение и сжатие воздуха- опыт для детей
Опыт иллюстрирует, как воздух меняет объем при охлаждении и нагреве.
Суть опыта:
При нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается. Это легко можно продемонстрировать с помощью обычной бутылки и шарика.
Очень наглядный опыт! Многие догадываются, что при нагревании вещества увеличиваются в объеме, а при охлаждении – уменьшаются. И не важно, твердое это тело, жидкость или газ. Всё изменяет размер. Вот только в обычной жизни в подобное слабо верится. Наливаешь себе два половника супа, разогреваешь. Как было два, так два и осталось. Да и кастрюля в холодильнике меньше места не станет занимать, когда охладится.
На самом деле объем меняется. Только незначительно, незаметно для человеческого глаза. При нагревании молекулы в веществе становятся более подвижными и начинают отдаляться друг от друга. Расстояние больше – объем больше. При охлаждении, соответственно, наоборот. В твердом веществе самые сильные связи между молекулами, в жидком – послабее, а в газообразном – самые слабые. Вот, и выходит, что газ изменяет объем легче, чем вещества в других агрегатных состояниях.
Теперь об условиях. Чем выше температура, тем выше скорость молекул и тем значительнее увеличивается объем. Чем больше скорость охлаждения или нагревания (разница температуры вещества и окружающей среды), тем быстрее будет виден результат.
Обычный воздух в пластиковой бутылке будет в этом опыте главным героем. Шарик – индикатором.
Самое простое и доступное – погрузить конструкцию в горячую воду. Воздух в бутылке нагревается, расширяется, шарик надувается.
Потом перемещаем бутылку с шариком в холодную воду или оставим остывать на воздухе.
Объем воздуха в бутылке уменьшается, шарик сдувается.
Что делается с воздухом при нагревании? Кое-что ты уже об этом знаешь. Мыльный пузырь летал потому, что теплый воздух в пузыре был легче воздуха в комнате. Хитрая змея вертелась возле печки потому, что теплый воздух поднимался вверх.
Как же это получается, что при нагревании воздух становится легче? Куда девается его вес? Сделаем опыт. Возьми бутылку из белого стекла, по возможности с тонкими стенками. Подбери к ней плотную пробку. Если корковой пробки нет, годится свежая морковка. Подбери стеклянную трубку, например, из набора для писания букв, и плотно вставь ее в отверстие пробки. Налей в бутылку немного воды, подкрашенной чернилами. Нижний конец трубки должен быть погружен в воду.
Узнаешь это сооружение? Точно с таким мы устраивали три фонтана. Только фонтана здесь не будет. Просто, когда ты обхватишь бутылку руками, вода начнет подниматься по трубке.
Значит, что-то вытесняет из бутылки воду, раз она полезла в трубку! Что же это такое? Ты, наверное, уже сообразил, что это опять он, невидимка-воздух. Тепла твоих рук оказалось достаточно, чтобы воздух нагрелся, расширился и потеснил воду!
Наш опыт не очень интересен на первый взгляд. В нем ничто не вертится и не крутится, не летит и не взрывается, не подпрыгивает и не бьет фонтаном. Но результат получился очень важный: при нагревании воздух расширяется. И расширяется сильно, если даже теплота твоих рук дала заметное действие.
А теперь о весе. Скажем, был у тебя один литр воздуха. И весил этот воздух 1,2 г (одну целую и две десятых грамма). Столько примерно он и весит. А потом ты этот воздух нагрел, да так сильно, что он расширился вдвое и стал занимать уже не 1 л, а 2. Сколько же он теперь весит? Да те же самые 1,2 г. Воздух ведь ниоткуда не прибыл и никуда не убыл. Просто он расширился, сделался более редким. Значит, общий вес нагретого воздуха не изменился.
Что же тогда изменилось? Изменился вес 1 л. Если литр холодного воздуха весил 1,2 г, то 2 л горячего воздуха весят те же самые 1,2 г. Значит, 1 л теперь весит 1,2 : 2 = 0,6 г! Горячий воздух стал как бы легче потому, что он стал реже.
В действительности, для того чтобы воздух расширился вдвое, его нужно нагреть очень сильно, примерно до 300°. В наших опытах он нагревается гораздо слабее. Но все равно: даже и при небольшом нагревании воздух на сколько-то расширяется. Значит, каждый литр, даже каждый кубический сантиметр его становится хоть немного легче. И он теперь всплывет, поднимется в более холодном, более плотном окружающем воздухе. Он сможет крутить вертушку. Он сможет поднять легонькую оболочку мыльного пузыря. А если его будет очень много, разница в весе окажется достаточной, чтобы поднять целый монгольфьер!
Ну, а если воздух снова охладить? Отними ладони от бутылки, через некоторое время вода в трубке опустится и все придет в прежнее положение. Значит, при охлаждении воздух занимает меньше места, он сжимается. Это мы с тобой тоже уже видели. Сжавшийся воздух втянул воду под стакан в опыте «Сухим из воды».
Опыты с воздухом
ольга романова
Опыты с воздухом
Опыты с воздухом.
Цель: продолжать знакомить детей с неживой природой, чтобы формировались правильные и объективные знания. Умение анализировать явления, вещества, выделять прежде всего свойства по внешним, наглядным, чувственно-воспринимаемым качествам (ясно, снег, тепло, дует ветер). Развивать правильное представление об окружающей деятельности. Показать значение воздуха, способы и приемы его обнаружения. Способствовать развитию и знаниям детей. Дать правильное представление об окружающей действительности. Воспитывать интерес и стремление к новым знаниям, любопытство, познавательный интерес. Заботится об экологической среде, любить и охранять нашу природу. Стимулировать активную умственную деятельность.
Оборудование: стакан, посуда с водой, горсть земли, лист бумаги, кусок ткани (носовой платок, два стакана горячей воды, градусник для измерения воды.
Словарь: колба, неживая природа, бактерии, газообразное тело, атмосфера, кислород, углекислый газ, азот, пустоты, прозрачный, бесцветный, расширение, сжимание, свойство, экология, водяной пар, авария, фильтры, пылеулавливатели.
Предварительная работа: кратковременные, но систематические наблюдения в естественной обстановке за явлениями неживой природы. Практическая деятельность и игры. Обобщающие беседы –двух видов:
Первый вид: беседы, уточняющие представления, полученные на предшествующих этапах эксперимента.
Второй вид: беседы после рассказов воспитателя, чтение отрывков из художественных произведений.
Воздух
Вы уже знаете, что воздух относится к неживой природе.
Попробуем задержать дыхание.
Долго ли мы смогли находится в таком состоянии?
Нет, потому что воздухом мы дышим и делаем это непрерывно. Известно, что без еды человек может прожить несколько недель. Без воды проживет несколько дней, а без воздуха – лишь несколько минут. Воздухом дышат не только люди, но и животные, растения, некоторые бактерии.
Воздух вокруг нас.
Воздух газообразное тело. Он, как и любое другое тело, занимает определенное место.
Давайте это проверим.
Опыт.
Опустим пустой стакан вверх дном в посуду с водой.
Заполняет ли вода стакан? (нет).
Почему он не заполняется, и где находится воздух?
Узнать об этом нам помогут опыты.
Опыты.
1. Возьмем пустую бутылку, и будем погружать ее в посуду с водой.
Что выходит из бутылки? (пузырьки, пузырьки воздуха).
Почему? (бутылка заполняется водой, и из нее выходит воздух).
2. В стакан с водой бросим комок земли.
Выделяются ли из него пузырьки воздуха? (да).
3. Нальем в стакан холодной воды. И будем наблюдать за тем, как постепенно на стенках стакана появляются пузырьки.
Что это за пузырьки? (это пузырьки воздуха).
4. Помашем тетрадью перед лицом.
Что мы чувствуем? (дуновение ветра, движение воздуха).
Посмотрим в окно, и мы видим, как качаются ветки деревьев, колышется трава.
Почему это происходит? (ветер приводит воздух в движение).
Следовательно, воздух заполняет все пустоты. Он есть в почве, воде, вокруг нас.
Воздух толстым слоем окружает Землю. Слой воздуха вокруг Земли называют атмосферой. Атмосфера состоит из несколько слоев, расположенных один над другим, как этажи дома. В слое, богатом кислородом, живут люди, животные, растения и другие живые организмы.
Толстый слой чистого воздуха хорошо пропускает солнечные лучи. Освещенный Солнцем, он кажется голубым. Поэтому и безоблачное небо – голубое.
Свойства воздуха.
Воздух окружает Землю, он есть везде, но мы его не видим, не ощущаем. Воздух прозрачный, бесцветный, не имеет запаха. Это свойство воздуха. Кроме названных, у воздуха есть и другие свойства.
Узнать о них нам помогут опыты.
Опыты.
1. В стакан с водой опустим вверх дном колбу так, чтобы в нее не вошла вода. Будем нагревать колбу руками. Из нее выходят пузырьки воздуха
2. Не вынимая колбы из воды, положим на нее холодную влажную ткань. В колбу начнет набираться вода.
Почему это происходит?
При нагревании воздух расширяется, а при охлаждении – сжимается.
Теплый воздух легче холодного. Он поднимается вверх, а холодный опускается в низ.
Воздух имеет еще одно интересное свойство, очень важное для людей, животных, растений.
Узнать о нем нам поможет еще один опыт.
3. Возьмем два стакана с горячей водой. Измерим температуру воды в них. Один стакан оставим открытым. Второй накроем большим стаканом. Спустя некоторое время опять измерим температуру воды в обоих стаканах. Сравним температуру воды в стаканах. Она стала разной.
А почему она стала разной?
В накрытом стакане вода осталась горячей потому, что между стаканами был воздух. А воздух плохо проводит тепло.
Это свойство воздуха можно наблюдать в природе. На зиму у зверей отрастает густая шерсть, а у птиц появляется пух. Между густыми волосками шерсти и пушинками много воздуха. Он сохраняет тепло тела животных.
Зимой некоторые травянистые растения – озимая пшеница, рож, земляника не отмирают, а остаются зелеными. Но не гибнут они только тогда, когда они укрыты толстым слоем пушистого снега. Почему? Если снег пушистый, то между снежинками много воздуха, который плохо проводит тепло. Тепло сохраняется около растений и согревает их в мороз.
Из чего состоит воздух.
Мы уже знаем, что воздух – это газообразное тело.Он состоит из разных газообразных веществ: азота, кислорода, углекислого газа и других газов.
Больше всего в воздухе азота. Он непригоден для дыхания.
Кислород составляет пятую часть на Земле. Его вырабатывают и выделяют в воздух только зеленые растения. Кислород растворяется в воде. Растворенным кислородом дышат растения и животные, обитающие в водоемах. Кислород необходим для дыхания людям, животным, растениям и другим живым организмам.
Углекислый газ попадает в воздух при горении, извержении вулканов, следствии перегнивания остатков растений и животных. При дыхании живые организмы поглощают из воздуха кислород, а выделяют углекислый газ.
В воздухе есть водяной пар. Он выделяется в воздух листьями растений, при дыхании люде и животных. А также в результате испарения воды из почвы, с поверхности озер, морей и океанов. Если в воздухе водяного пара мало, то он сухой. Если водяного пара много, воздух становится влажным. Воздух часто содержит пыль, сажу, дым, радиоактивные и другие вредные вещества. Они загрязняют воздух.
Сбережем воздух чистым.
Нас окружает воздух. Им дышат живые организмы. Но для дыхания необходим чистый воздух. Загрязненный воздух вызывает разные заболевания. Он может быть причиной гибели живых организмов. Как в воздух попадают вредные вещества? Они содержатся в дыму фабрик, заводов, шахт, доменных печей, котелен. Отравляют воздух отработанные газы автомобилей, самолетов, тракторов, мотоциклов. Много опасных для здоровья человека веществ попадают в воздух при авариях на химических заводах, атомных станциях. Бедой не только для Украины, но и для многих других стран мира стала авария на Чернобыльской атомной станции.
Наше государство заботится о чистоте воздуха. В Украине принят закон об охране воздуха. Он требует, чтобы на всех предприятиях установили специальные фильтры, пылеулавливатели. Они задерживают ядовитые и радиоактивные вещества, пыль, сажу, газы.
Чтобы сохранить воздух чистым, люди переоборудуют автомобили. Вместо бензина в них используют газовое топливо. Паровозы, работающие на угле, заменены электровозами.
Незаменимым помощником человека в очистке воздуха являются растения. Растения поглощают из воздуха углекислый газ и обогащают его кислородом. Своими листьями они задерживают пыль, сажу, другие вредные вещества.
Каждое дерево и куст, посаженные нами, будут очищать воздух не только нашего города, но и всей планеты.
Ознакомление с воздухом и его некоторыми свойствами проводится на нескольких занятиях.
Серия занятий состоит из нескольких этапов:
1 этап. Систематические наблюдения в естественной обстановке за явлениями неживой природы.
2 этап. Практическая деятельность и игры.
3 этап. Обобщающие беседы – двух видов.
Подумай и понаблюдай.
1. Почему птицы нахохливаются в сильный мороз?
2.Когда лучше сохраняется тепло в комнате: если окно застеклено толстым слоем или оно с двойными рамами?
3. Почему в морозную погоду люди предпочитают носить одежду из искусственного или натурального меха?
4. Почему нужно ежедневно проветривать группу?
5. Почему растения являются незаменимыми помощниками человека в очистке воздуха? Обоснуй свое мнение.
6. Как заботятся о чистом воздухе у нас в городе?
1. К каким телам относится воздух?
2. Почему без воздуха не возможна жизнь на Земле?
3. Как доказать, что воздух занимает определенное место?
4. Где находится воздух?
5. Что такое атмосфера?
6. Какие свойства имеет воздух?
7. При помощи каких опытов можно доказать, что при нагревании воздух расширяется, а при охлаждении – сжимается?
8. Какое значение имеет свойство воздуха плохо проводить тепло? Приведи примеры.
9. Назови газообразные вещества, из которых состоит воздух.
10. Какое значение в природе имеет кислород?
11. Откуда в воздух попадает кислород?
12. Как в воздух попадает углекислый газ?
13. Как в воздух попадает водяной пар?
14. Назови вещества загрязняющие воздух?
15. Какие вещества загрязняют воздух?
16. Как наше государство заботится о чистоте воздуха?
17. Какой воздух полезен для здоровья? Почему?
Интеграция образовательных областей при ознакомлении детей с бытовой техникой Поддерживать и стимулировать попытки самостоятельного познания детьми окружающих предметов, установления связей между ними по чувственно.
Опытно-экспериментальная деятельность в ДОУ. Одно из направлений детской экспериментальной деятельности, которое я использую – опыты. Они проводятся как на занятиях, так и в свободной.