Во время недавней поездки на паровозе моя дочь сказала мне:
Папа, я бы хотел разобрать этот паровой двигатель и посмотреть, как он работает.
Теперь в ее вопросе есть две части, и я задаю вопрос по физике только об одной из них:
Теперь я не хочу просто рисовать или показывать ей видео. Я хочу что-то тактильное, чтобы она могла экспериментировать с собой (под присмотром).
К счастью, на вопрос № 1 в Интернете есть множество игрушек , которые показывают, как поршни, работающие под давлением воздуха, управляют колесами и автомобилями.
Но для второго - вы можете использовать двигатель Стирлинга (они немного дорогие) - но, конечно же, домашнего эксперимента будет достаточно?
Когда я сказал ей, что нагревание воды для создания пара создает давление, подобное сдувающемуся воздушному шару, она сказала:
Нет, пар просто мягко выходит из верхней части чайника, давления нет.
Я пытаюсь организовать домашний эксперимент для моей дочери, чтобы показать давление пара — это все еще достаточно понятно для восьмилетнего ребенка.
У меня такой вопрос: что такое эксперимент, чтобы научить мою дочь давлению пара (воды)?
Я не советую вам это делать, но когда я был мальчиком, мне нравилось нагревать небольшое количество воды в чистой, иначе пустой, жестяной банке с крепкими стенками и крышкой с нажимной посадкой. В Великобритании банка из-под золотого сиропа Лайла была (и остается) идеальной. Крышка сдувается с довольно убедительным количеством кинетической энергии. Нужно держаться подальше. Ни в коем случае не используйте жестяную банку с завинчивающейся крышкой или плохо вымытую банку, которая содержала горючий материал.
Хорошим примером, показывающим, как температура влияет на давление, является пить воду из слабой пластиковой бутылки, поместить бутылку в холодильник на несколько часов и показать, что пластик слегка разрушился, сделать то же самое, но оставить бутылку в горячем месте. автомобиль или другую теплую среду, чтобы увидеть, как пластик раздувается. Это безопасно и покажет изменения давления внутри бутылки.
Отсюда вы просто говорите, что при гораздо большем нагреве давление меняется намного сильнее и т. д.
А как насчет грохота крышки кастрюли с кипящей водой? Это не кажется очень нежным.
Одна из главных проблем подобных экспериментов заключается в том, что пар может быть на удивление опасным. Я бы посоветовал не использовать самодельные примеры и придерживаться готового варианта.
Однако это не означает, что полноценный двигатель или какой-нибудь микропаровой агрегат будут вашим единственным выбором. Чтобы дать представление о том, как можно поэкспериментировать с обычными предметами домашнего обихода, попробуйте взглянуть на кастрюлю мока или скороварку.
есть большая вероятность, что у вас уже есть или вы можете позаимствовать один или оба. Если нет, кофейник мока или аналогичный кофейник с процеживанием не очень дорог, чтобы получить новый или подержанный. Оба продукта также имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они полезны вне эксперимента.
С помощью скороварки вы можете просто налить немного воды, вскипятить ее без крышки и показать, что вода выкипает, как в обычной кастрюле. Затем наденьте крышку, дайте ей подняться до давления и отпустите клапан давления. Пар вырвется наружу со скоростью и силой.
Горшок мока похож, хотя и немного более абстрактный. Можно еще раз показать, что вода кипит, а пар уплывает. Но если собрать его вместе и показать, что вода проталкивается вверх через молотый кофе и вверх по трубке, заканчиваясь кучей вырывающегося пара, это показывает, что у пара есть давление, и что его достаточно, чтобы толкать вещи. (конечно, здесь есть техническая особенность, связанная с расширением воздуха, но я не думаю, что это делает недействительным то, чему вы пытаетесь научить)
Дэвид З.
НикД
Дэвид Уайт