Je kunt een blikje frisdrank verpletteren met alleen een warmtebron en een kom water. Dit is een visuele demonstratie van enkele eenvoudige wetenschappelijke principes, waaronder de druk van water en het concept van een vacuüm. Deze experimenten kunnen door de docent als demonstratie worden uitgevoerd of door ouderejaarsstudenten onder begeleiding.
Stap
Deel 1 van 3: Frisdrankblikjes verpletteren
Stap 1. Giet wat water in een leeg blikje frisdrank
Spoel het blikje frisdrank om met water en laat ongeveer 15-30 ml (1-2 eetlepels) water in het blikje staan. Als je geen eetlepel hebt, giet dan net genoeg water om de bodem van het blikje te bedekken.
Stap 2. Zet een kom ijswater klaar
Vul een kom met koud water en ijs of met water dat gekoeld is in de koelkast. Een kom die diep genoeg is om het blikje onder te dompelen, maakt het experiment gemakkelijker maar niet verplicht. Een schone kom zal het gemakkelijker maken om het blik te zien verkruimelen.
Stap 3. Neem spatwaterdichte glazen en klemmen mee
In dit experiment verwarm je dit blikje frisdrank totdat het water erin kookt, en breng je het dan snel over. Iedereen in de buurt moest een spatwaterdichte bril dragen voor het geval het hete water in hun ogen zou spetteren. Je hebt ook een tang nodig om het hete blikje op te pakken zonder jezelf te verbranden, en draai het dan om in een kom met ijswater. Oefen met het oppakken van blikjes met een tang, zodat je zeker weet dat je ze stevig kunt oppakken.
Ga alleen verder onder toezicht van een volwassene
Stap 4. Verwarm het blikje op het fornuis
Plaats het blikje frisdrank recht boven het fornuis en zet de warmte-instelling vervolgens laag. Laat het water buiten het blik bubbelen koken en laat het ongeveer 30 minuten uitdampen.
- Als je iets vreemds of metaalachtigs ruikt, ga dan onmiddellijk naar het volgende gedeelte. Het water kan koken of de hitte is te hoog, waardoor de inkt of aluminium in het blik smelt.
- Als je fornuis het blikje frisdrank niet kan verwarmen, gebruik dan een hete plaat of gebruik een tang met hittebestendige handvatten om het blikje frisdrank op het fornuis te houden.
Stap 5. Gebruik een tang om het hete blik in het koude water om te draaien
Houd de klem vast met uw handpalm naar boven gericht. Gebruik de tang om het blikje op te pakken, draai het dan snel over het koude water en dompel het blikje in de kom met water.
Maak je klaar voor een luide knal, want het blikje breekt snel
Deel 2 van 3: Hoe het werkt
Stap 1. Leer meer over luchtdruk
De lucht om je heen comprimeert jou en al het andere, met een druk van 101 kPa (14,7 pond per vierkante inch) wanneer je op zeeniveau bent. Deze druk is meestal voldoende om een blikje of zelfs een persoon te verbrijzelen! Dit gebeurt niet omdat de lucht in het blikje frisdrank (of een andere stof in je lichaam) met dezelfde hoeveelheid druk naar buiten duwt, en omdat de luchtdruk het verdrijft door ons in alle richtingen evenveel te drukken.
Stap 2. Zoek uit wat er gebeurt als je een blikje water opwarmt
Wanneer het water in het blikje kookt, kun je zien dat het water het blikje begint te verlaten als waterdruppels in de lucht of stoom. Een deel van de lucht in het blikje wordt naar buiten geduwd terwijl het kookt, om ruimte te maken voor de uitzettende waterdruppels.
- Hoewel het blik van binnen zijn lucht had verloren, was het nog niet verbrijzeld, omdat het vocht in de lucht van binnenuit werd geperst.
- Over het algemeen geldt dat hoe meer u een vloeistof of gas verwarmt, hoe meer deze uitzet. Als het zich in een gesloten container bevindt, zodat het niet uitzet, wordt de vloeistof of het gas nog meer gecomprimeerd.
Stap 3. Begrijp het proces van geplette blikken
Wanneer het blikje wordt omgedraaid in ijswater, verandert de situatie op twee manieren. Ten eerste komt het blik niet meer in contact met lucht omdat water de opening blokkeert. Ten tweede kan het vocht in het blik snel afkoelen. De waterdamp krimpt weer tot het oorspronkelijke volume en wordt de hoeveelheid water op de bodem van het blik. Plotseling werd de kamer leeg - zelfs geen lucht! De lucht die van de buitenkant van het blik had geperst, had plotseling geen druk van binnenuit, waardoor de binnenkant vernietigd werd.
Een ruimte die niets bevat, heet het vacuum.
Stap 4. Kijk goed naar het blik voor andere effecten van dit experiment
Het verschijnen van een vacuüm of lege ruimte in het blik heeft één ander effect dan het versplinteren van het blik. Let goed op het blikje terwijl je het in het water dompelt en til het dan op. Je merkt misschien dat er wat water in het blikje komt en er dan weer uit druppelt. Dit komt omdat de druk van het water tegen de gaten in het blik drukt, maar weinig kan het blik vullen voordat het aluminium uiteenvalt.
Deel 3 van 3: Studenten helpen leren van experimenten
Stap 1. Vraag de cursisten waarom het blikje is verpletterd
Kijk of leerlingen ideeën hebben over wat er met het blikje is gebeurd. Ben het in dit stadium niet eens met hun antwoorden of geef ze de schuld. Accepteer elk idee en vraag de leerlingen om hun denkprocessen uit te leggen.
Stap 2. Help de leerlingen om variaties in het experiment te bedenken
Vraag de leerlingen om nieuwe experimenten te doen om hun ideeën te testen, en vraag wat ze denken dat er zal gebeuren voordat ze het nieuwe experiment doen. Als ze geen nieuw experiment kunnen bedenken, help ze dan. Hier zijn enkele variaties die nuttig kunnen zijn:
- Als een leerling denkt dat het water (niet het vocht) in het blikje de reden is dat het blikje breekt, laat de cursist dan het hele blikje met water vullen en kijken of het blikje breekt.
- Probeer hetzelfde experiment met een sterkere container. Sterkere materialen zullen meer tijd nodig hebben om te desintegreren, waardoor het ijswater meer tijd heeft om het blikje te vullen.
- Probeer het blikje een tijdje af te koelen voordat je het in het ijswater zet. Hierdoor blijft er meer lucht in het blikje, waardoor het pletten minder ernstig is.
Stap 3. Leg de theorie achter dit experiment uit
Gebruik de informatie in het gedeelte Hoe het werkt om leerlingen te leren waarom blikjes breken. Vraag hen of deze informatie past bij het idee dat ze tijdens het experiment hebben bedacht.
Tips
Dompel het blikje onder in het water met een tang en laat het niet vallen
Waarschuwing
- Het blikje en het water erin zullen heet aanvoelen. Laat het publiek zich terugtrekken wanneer het blikje in het water wordt omgedraaid, om te voorkomen dat het gewond raakt door hete spatten.
- Oudere kinderen (12+) kunnen dit alleen doen, maar alleen onder toezicht van een volwassene! Laat nooit meer dan één persoon demonstreren, tenzij er meer dan één begeleider aanwezig is.
