Vsebina
Znanstveni projekti o vplivu tople ali hladne vode na balon omogočajo študentom raziskovanje konceptov gostote snovi, zračnega tlaka in površinske napetosti. Ko je balon izpostavljen vročini ali mrazu, se plin v njem razširi ali skrči. Sprememba velikosti balona je vizualna razlaga spremembe zračnega tlaka. Dodajanje tople ali hladne vode eksperimentu študentom omogoča tudi raziskovanje lastnosti tekočin.
Zračni tlak
V preprostem poskusu z balonom, steklenico in posodo z vročo vodo raziščite zračni tlak. Napihnite balon, vendar ga ne zavezujte. Raztegnite ga čez usta prazne steklenice. Steklenico postavite v posodo z vročo vodo. Pustite ta poskus za nekaj trenutkov in se nato vrnite, da opazujete velikost balona. Upoštevajte, da se je vroči plin v steklenici preselil v balon, zaradi česar je toplejši. Opazujte, kako se ogrevane molekule plina med seboj odbijajo in silijo balon, da se razširi.
Razširitev in krčenje zraka
Izmerite spremembe velikosti balona, kadar je izpostavljen hladnemu ali vročemu okolju. Sestavite tri enake balone, termometer in merilni trak. Napihnite balone. Izmerite temperaturo okolice in obseg balonov. Upoštevajte, da lahko voda postane trdna ali plinasta, odvisno od temperature. Uporabite prho v majhni kopalnici in tri balone postavite na vroč zrak. Počakajte približno 10 minut, dokler ne opazite, da so se baloni razširili. Izmerite si obseg. Balone vrnite na sobno temperaturo, kar naj traja približno 20 minut. Izmerite temperaturo v ledeni škatli. Balone postavite v hladen zrak. Počakajte 10 minut, odstranite balone in izmerite njihov obseg. Razmislite, kako vroč zrak zavzame več prostora kot hladen zrak, pri čemer upoštevajte spremembe velikosti balona, ko ga postavite v okolja z različnimi temperaturami.
Mešanje tople in hladne vode
Raziščite, kaj se zgodi z balonom, ko se pomešata vroča in hladna voda. Spojite dva tanka kozarca in plastično kartico, ki ju lahko namestite med njih, tako da se njihova vsebina ne meša. V enega od kozarcev dajte vročo vodo, v drugega pa hladno vodo. Položite kartico na tisto z vročo vodo in jo obrnite s hladno vodo, nato jo odstranite. Na usta kozarca s hladno vodo pritrdite balon. Izmerite obseg, ko dosežete največji premer. Poskus ponovite, vendar vrč s hladno vodo obrnite nad vrč z vročo vodo. Upoštevajte razliko v velikosti dveh balonov, kljub uporabi enake količine tople in hladne vode. Pojasnite, kako sprememba postopka povzroči, da se temperatura na vodni gladini spreminja, kar vpliva na velikost balona.
Hladna in vroča fronta
Uporabite balone s toplo in hladno vodo za raziskovanje vremenskih dogodkov, na primer, ko vroča fronta naleti na hladno fronto. Dodajte dva kozarca in barvilo za hrano. V en kozarec dajte vročo vodo, v drugega pa hladno vodo. Z barvili za hrano identificirajte kozarce in nato njihovo vsebino združite v skledo. Opazujte in zapišite, kako se enaka tekočina pri različnih temperaturah meša. Vzemi dva balona. Enega napolnite s hladno vodo, drugega pa z vročo vodo. Kopel napolnite z vročo vodo in vanjo položite dva balona. Opazujte, kako se premikajo. Zavedajte se, da se odbijajo kot olje in voda. Upoštevajte, da balon s hladno vodo tone zaradi večje gostote.