Può essere difficile per gli studenti di concettualizzare come gli oggetti solidi sottoposti a dilatazione termica . Un modo utile per dimostrare questa idea è di creare un esperimento di laboratorio utilizzando una palla di espansione e l’anello . La palla espansione e l’anello possono essere acquistati presso la maggior parte dei commercianti di approvvigionamento di scienza delle scuole superiori o imitato con altri oggetti . Il concetto

Studenti delle scuole superiori dovrebbero sapere che la materia non può essere creata o distrutta . Pertanto , quando un oggetto si espande a causa di essere riscaldata , ma non aumenta la sua massa . Invece , l’ampiezza media della vibrazione degli atomi che costituiscono l’oggetto aumenta. Questo fa sì che vi sia più spazio tra gli atomi , e di conseguenza , l’oggetto si espande . Allo stesso modo , gli atomi di un oggetto di raffreddamento riduce l’intensità di vibrazione e quindi del contratto . Gli studenti sono probabilmente in grado di concettualizzare i liquidi in espansione , ma possono avere più difficoltà immaginando solidi facendo la stessa cosa .

Materiali

I materiali necessari per questo esperimento sono un becco Bunsen , becher di acqua fredda , e una sfera di metallo e anello fatto specificamente per questo scopo . Sia l’anello e palla devono essere allegati alla alberi per rendere la gestione più facile . Altri oggetti possono essere utilizzati per la dimostrazione , se non si adattano insieme senza essere riscaldato , di adattamento insieme quando la temperatura ambiente , ma non quando riscaldato . Esempi possono includere rondelle strettamente dimensioni e bulloni .

Procedura

Dimostrare alla classe che la palla si adatta facilmente attraverso l’anello . Accendere il bruciatore Bunsen e riscaldare la palla per un minuto . Prova a mettere la palla attraverso l’anello di nuovo , mostrando la classe che non può essere fatto . Posizionare la palla in becher di acqua fredda per un minuto . Mettere la palla attraverso l’anello di nuovo . Chiedi alla classe perché non è possibile mettere la palla riscaldato attraverso l’anello .

Background

Fai notare esempi quotidiani di solidi espansione e contrazione da variazioni di temperatura . Istanze comprendono cavi telefonici , dal momento che sono appesi liberamente a contrarre in tempo freddo e può essere visto a incurvarsi nella stagione calda . Chiedi agli studenti perché un coperchio di metallo che è difficile da aprire deve essere riscaldata per una più facile rimozione . Questo può anche essere un buon momento per introdurre il concetto di coefficienti di dilatazione lineare , che sono le misure accettate che i materiali solidi espandono .