Materiali:
* Balloon
* Bottiglia di vetro (con collo stretto)
* Acqua calda
* Acqua fredda
* Misurazione del nastro (opzionale)
Procedura:
1. Preparare la bottiglia: Riempi la bottiglia di vetro con acqua fredda, lasciando un po 'di spazio nella parte superiore.
2. gonfiare il palloncino: Gonfiare leggermente il palloncino, quanto basta per renderlo leggermente rotondo.
3. Attacca il palloncino: Allunga l'apertura del palloncino sul collo della bottiglia e fissalo con un elastico.
4. Misura il palloncino: Usa un nastro di misurazione per misurare la circonferenza del palloncino. Notare la misurazione.
5. Riscalda la bottiglia: Metti la bottiglia in una ciotola riempita con acqua calda.
6. Osserva il palloncino: Osserva cosa succede al palloncino mentre la bottiglia si riscalda. Dovresti notare il palloncino che si espande.
7. Misura di nuovo: Dopo alcuni minuti, misurare nuovamente la circonferenza del palloncino e annotare la misurazione.
8. Raffreddare la bottiglia: Ora, rimuovi la bottiglia dall'acqua calda e mettila in una ciotola di acqua fredda.
9. Osserva di nuovo: Osserva cosa succede al palloncino mentre la bottiglia si raffredda. Dovresti notare il palloncino che si restringe alle dimensioni originali.
Spiegazione:
Quando l'aria all'interno della bottiglia viene riscaldata, le molecole ottengono energia cinetica e si muovono più velocemente. Questo aumento del movimento fa sì che le molecole si scontrano con le pareti della bottiglia e il palloncino più frequentemente e con una forza maggiore. L'aumentata pressione all'interno della bottiglia costringe il palloncino ad espandersi.
Mentre la bottiglia si raffredda, le molecole perdono energia e si muovono più lentamente. Ciò porta a un minor numero di collisioni e meno pressione, facendo risalire il palloncino alle dimensioni originali.
Osservazioni:
* Il palloncino si espanderà quando la bottiglia viene riscaldata.
* Il palloncino si restringerà quando la bottiglia viene raffreddata.
* La circonferenza del palloncino sarà più grande quando è riscaldata e più piccola quando viene raffreddata.
Conclusione:
Questo esperimento dimostra che i gas si espandono quando riscaldati e si contraggono quando sono raffreddati. Questa è una proprietà fondamentale dei gas noti come espansione termica.
Note aggiuntive:
* È possibile ripetere l'esperimento usando gas diversi, come l'anidride carbonica o l'elio, per vedere se c'è qualche differenza nelle loro proprietà di espansione.
* Puoi anche usare un termometro per misurare la temperatura dell'aria all'interno della bottiglia prima e dopo il riscaldamento, per vedere la correlazione tra temperatura ed espansione.
Questo esperimento fornisce un modo semplice e visivo per comprendere il concetto di espansione termica dei gas. È una grande attività per gli studenti di tutte le età conoscere le proprietà della materia.
