Näkyvä ilmakanuuna kuivajäällä! Maidonkartonista tehtävä versio – savurenkaat tanssivat huoneessa

Hei, olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Joka päivä on koe.

【Tämä artikkeli on saatavilla myös radiossa!】

Kun kuulet ”ilmatykin”, monilla saattaa olla mielikuva ”jostain, mikä ampuu ilmaa…?” Mutta mitä jos se näkymätön ilma muuttuisi näkyväksi, savurenkaiksi? Se on todella outo ja yllättävä ilmiö! Tällä kertaa esittelen luokkaidean ”ilmatykin valmistamisesta kuivajään avulla”, mikä on täydellinen koe ilmavirtauksen visualisoimiseksi.

Tämä on yksinkertainen, mutta oppilaiden huomion vangitseva materiaali, jossa käytetään tuttuja materiaaleja, kuten maitopurkkia ja kuivajäätä, ja luodaan savurenkaita, jotka ilmestyvät kuin ninjat. ”Miksi se muodostaa renkaan?”, ”Miksi se lentää?” Tässä kokeessa herää luonnollisesti kiinnostus fysiikkaa kohtaan. Valmistelut ovat helppoja, ja koe voidaan toteuttaa sekä luonnontieteiden luokkahuoneessa että tavallisessa luokkahuoneessa.

Miksi ilmatykki on ”näkyvä”?

Pahvilaatikosta valmistettu ilmatykki on kuuluisa, mutta ilman liike on näkymätöntä, joten sen olemassaolon voi ymmärtää vain reaktioiden, kuten paperimukin kaatumisen, kautta. Siksi kuivajään savua käyttämällä visualisoimme itse ilmavirtauksen. Tämä ”visualisointi” antaa meille mahdollisuuden havainnoida, miten ilmapaketti (pyörrerengas) lentää ja miten se katoaa, mikä syventää ymmärrystä huomattavasti.

Itse asiassa näitä ”pyörrerenkaita” on paljon ympärillämme. Esimerkiksi tulivuoren purkauksissa syntyvät munkkirinkilän muotoiset savupylväät, tupakan savu ja suuria renkaita taivaalle piirtävät savukoneet hyödyntävät kaikki tätä pyörrerenkaan periaatetta. Tekemällä ilmavirtauksesta näkyvän voimme huomata ilman voiman ja nesteiden ominaisuudet, joita yleensä emme huomaa.

Tunnin valmistelu ja kokeen vaiheet

【Tarvikkeet】

Maitopurkki (1 litran tyyppi suositellaan)

Kuivajäätä (1 kg alle 1000 jeniä. Saatavilla jäätelökaupoista tai supermarketeista)

Akvaario tai läpinäkyvä laatikko (syvyys noin 20–30 cm)

Kuumaa vettä (noin 40 ℃)

Mattopuukko, sakset

Käsineet tai pihdit (kuivajään käsittelyyn)

【Ennakkon valmistelu】

Käytä kuivajäätä mahdollisimman pian oston jälkeen.

Joissakin jäätelökaupoissa saattaa tarvita varausta, joten tiedustele etukäteen.

Valmistus- ja koeohjeet

① Maitopurkin muokkaus
→ Leikkaa yläosa irti ja tee pohjaan halkaisijaltaan 4–5 cm:n pyöreä reikä.

② Savunmuodostuslaitteen valmistelu
→ Laita akvaarioon noin 40 ℃ kuumaa vettä ja lisää pieni määrä kuivajäätä.
→ Savua (kaasumaisen hiilidioksidin ja vesihöyryn seos) alkaa tulla ulos.

③ Maitopurkin asennus
→ Aseta purkki leikattu puoli alaspäin ja reikä ylöspäin akvaarion päälle niin, että savu kerääntyy sisälle.

④ Ilmatykin laukaisu!
→ Taputa kevyesti purkin sivua, jolloin savurenkaat lentävät ulos!

Ilmatykin periaatteen (ilmapaketti etenee reiän läpi eteenpäin) ymmärtäminen ”näkyvänä ilmiönä” on tärkein asia. Kiinnitetään huomiota savurenkaiden muotoon, kokoon ja lentomatkaan. Kysymyksestä ”Miksi se muodostaa renkaan?” voidaan luonnollisesti siirtyä syvemmälle pyörteiden rakenteeseen ja nesteiden ominaisuuksiin. Koe voidaan laajentaa myös tutkimuksellisiin tehtäviin, kuten ryhmäkilpailuun renkaiden vakaudesta.

Laajennusehdotuksia ja sovelluksia

Kehittyneempiä kysymyksiä:
”Miksi rengas katoaa matkalla?”
”Mitkä tekijät vaikuttavat lentomatkaan?”

Vertailukokeet:
Mitä tapahtuu, jos reiän muoto on neliö pyöreän sijaan?
Mitä tapahtuu, jos reiän kokoa muutetaan?
Mitä tapahtuu, jos savun tyyppiä muutetaan?

Yhteys arkeen:
Tulivuoren purkaukset, tupakan savu, lentokoneiden jättövanat, savukoneet jne.

Ilma on ”läpinäkyvää”, mutta sillä on näkymätön ”voima”. Tämä koe, joka visualisoi tämän voiman, on erittäin tehokas myös niille oppilaille, jotka kokevat fysiikan vaikeaksi. Luokkahuoneessa leijuvat pehmeät savurenkaat. Niiden kauneus ja mysteeri välittävät tieteen viehätyksen hetkessä.

Yhteydenotot ja pyynnöt

Tee tieteen ihmeistä ja hauskuudesta entistäkin helpommin lähestyttävää! Olen koonnut ymmärrettävästi hauskoja tieteellisiä kokeita, jotka voi tehdä kotona, ja niiden vinkkejä. Etsi lisää!

Tietoja ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä.

Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedeluokat, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täältä.

Artikkelipäivitykset julkaistaan X:ssä!

Tieteen temppukanavalla on kokeiluvideoita!