هدف: بررسی آثار فشار هوا (1)
وسایل و مواد لازم: قوطی حلبی، منبع گرما
روش اجرا:
1 کمی آب درون قوطی بریزید و آن را روی منبع گرما قرار دهید.
2 مدتی (حدود 2 الی 3 دقیقه) صبر کنید تا مقداری بخار آب از سر قوطی خارج شود.
3 قوطی را از روی منبع گرما بردارید. سر قوطی را با درب مخصوص آن محکم ببندید (مراقب انگشت های خود باشید!)
4 پیش بینی کنید چه اتفاقی می افتد. استدلال خود را برای این پیش بینی بیان کنید.
5 چند دقیقه صبر کنید تا قوطی خنک شود. نتیجه مشاهده خود را توضیح دهید. آیا نتیجه آزمایش با پیش بینی شما سازگار بود؟
۴ پیشبینی میشود که قوطی مچاله (جمع) شود.استدلال: وقتی آبِ درون قوطی میجوشد، بخار آب جای هوای داخل قوطی را میگیرد و هوا را به بیرون میراند. پس از بستن محکم درِ قوطی و سرد شدن آن، بخار آبِ درون قوطی تقطیر شده و دوباره به مایع (آب) تبدیل میشود. این اتفاق باعث میشود مقدار گاز داخل قوطی کم شده و فشار هوای درون آن به شدت کاهش یابد. در این حالت، فشار هوای بیرون قوطی (فشار جو) بسیار بیشتر از فشار داخل آن است و این اختلاف فشار، نیروی زیادی به دیوارههای قوطی وارد کرده و آن را مچاله میکند.
۵ با گذشت چند دقیقه و خنک شدن قوطی، مشاهده میکنید که دیوارههای آن به سرعت به سمت داخل فرو رفته و قوطی کاملاً مچاله میشود. این مشاهده دقیقاً با پیشبینی سازگار است و به وضوح وجود و قدرت «فشار هوا» را اثبات میکند.