弯弯回来了,聊天到现在,本来准备睡觉,不过她说要把作业写完,因为明天没有写作业的时间了。我说躺平吧,写这些玩意儿干嘛呢,或者我和老师讲一下。她说,算了吧,这样也许会有更多的作业。嗯,好在她认为写作业,也算是提高能力的一种方式。
好吧,那么我就更完,本来也应该今天更的吧。和她一起写作业,嘿嘿。
上次的活动,主题还是压强,我们下下次的主题依然是压强。孩子们感觉有意思,我就多拓展一下,以压强为中心向外拓展就好了。
这个实验是表明大气压的,不过怎么表明的呢,这可真不是一个容易对这些孩子们讲清晰的事情。
但是,这不妨碍他们开心的体验这个实验。
孩子们观察我做这个实验,提出猜想,说一定不能够让瓶子里面有空气存在,不然一定会漏出来。
但是,实际情况呢,里面无论是有空气,还是没有空气它都不影响实验结果,那就是不需要按住下面的盖子,它一样不会掉下来。
让他们把实验的过程,用自己理解的方式记录下来,写拼音也好,写汉字也行,画画也是可以的。
要是把不容易形变的玻璃瓶换成容易形变的塑料瓶就不容易实现这个实验结果。
把瓶子装满水,或者不装满水,都做多尝试一下,不然孩子们会对实验有误解。
开始,他们不明白为什么我要在下面放一个小锅,后来他们在做实验的时候就明白了。一不小心,就全部漏小锅里了,这样就不会浪费水,或者弄一身水,在冬天还是不舒服的。
不是万不得已,我一般都会找日常生活里的物品来做这些实验。就是为了让孩子们知道,所有的知识其实都是来源于周围的生活。也就是讲,我们学习的目的就是为了认知周围的世界。当然了,认知的边界,也就是这个周围到底有多大?有的人是138亿光年,有的人是眼前也是黑的。
装满水的瓶子下面盖个盖子,或者一张卫生纸,它都不会漏出水来。这是为什么呢,前面讲了,不好解释,那么就再做一个引实验吧。
我把吃过的涪陵榨菜瓶子洗干净,里面倒上80度以上的水,快速晃动,全部倒出去,再快速的盖上盖子。
在之前,当然我也让孩子们尝试过,盖上盖子,旋紧盖子,每个孩子都可以轻易再次拧开。
可是,倒上热水之后,再倒空,盖上盖子,拧紧,放置一些时候,瓶子的温度和环境温度一致的时候,再让孩子们拧。
虎虎是这表情,没有拧开。
闹闹说我来,结果,虎虎在旁边看到的结果和自己一样。
可是,到了高了两个年级的康康,是比之前的不容易一些,不过还是拧开了盖子,表示,这都拧不开吗,弱爆了,哈哈。
其实,这个时候,我应该去买一罐原装榨菜来让他试试,不过周围没有卖的。
哈哈,下次要是记得就带一罐来。不能够说百分百他也打不开,也几乎打不开了。要打开这样的罐子有两种方法,下次再说吧。
我问孩子们知道为什么打不开吗,他们说不知道。
那好,接着做下一个引导实验。
我拿出一个针筒。
孩子们马上说,这会不会很痛呀,要知道上次可是让手指头出血了呢。
我说还记得吗,要让手指痛是要超过2厘米直径的,这个只有1.5厘米直径,不会的。
我让孩子们尝试压缩一小段水。
我还让他们压缩一小段空气。
我还让他们尝试扩大一小段密封空气的体积。
那么能否通过拉动活塞扩大一小段密封水的体积呢
哈哈,当发现结果与自己想像得不一样的时候,孩子们的兴趣是不是透过屏幕都能够感觉得到呢。
恒心哈。这是给孩子们解释,为什么水不容易压缩,而空气容易压缩的原因,我告诉他们空气分子之间有真空,而且水分子之间几乎没有空间,就是这个原因造成他们的性质的不同。
但是,水真的不能够被压缩吗,也不是的,是条件需要更强,如果压力和温度足够大,一盆水可以压缩得比针尖还要小。当然那个时候就不再是水了,嗯当然也不是冰哈,而成为了一小粒密度极大的中子团。
把组成地球的原子上里的电子都压到原子核里,原子核内的质子全部变成中子,地球就变成一颗中子星,那么它的体积大概只有直径为20米的球体大小,也就是一栋小楼房的大小。
这样记录的笔记,虽然和实验报告差着远远的距离,但是,当他们成长到那个时候,漂亮的实验报告不是也顺理成章的事情嘛。
最后,我在不用理想气体的状态方程的情况下,给孩子们构造了一个模型。
空气可以想像成由许多的分子组成,这些分子之间都由弹簧连接起来。当它们被密封进容器的时候,这些分子也和容易壁连上弹簧。这里要简化一下的是,假设这些分子与周围环境压强一致的时候相互之间是静止的,也就是压力平衡状态。弹簧处于不压缩也不伸长的状态,也就是没有弹力与没有压力。
当压缩气体,气体分子之间距离缩小,这时压缩弹簧,弹簧会排斥分子,同时分子也会排斥容器壁,这时宏观表现为活塞被向外推。
当从平衡状态向外拉活塞时,内部密封气体分子间距变大,弹簧被拉伸,这时弹簧会向内拉两端的分子,同时分子也会向内拉容器壁,从而活塞有向内拉的感觉。
这个模型,可以有效的解释气体的压缩和扩张(同温条件)现像。
当然它与实际不符,只是为了理解的一个模型,有一些像汤姆逊的原子模型,嘿嘿。
那么有个这个模型,拧不开的盖子就好解释了,温度增加,分子间距被拉大,封闭之后,温度降低,分子有缩小间距的趋势,但是体积受限,于是有向内拉瓶盖的趋势,瓶盖与瓶口在压强增加的情况下,摩擦力增加,从而不容易拧开。
至于第一个实验也就可以解释了,水如果要向外流,那么瓶内的体积必然增大,增大说明分子间距增加,这时分子也会有向内拉盖板的趋势,于是水被保留在内部了。除非水柱足够高它的重力大于这个拉力,才会冲破盖子。
(当然这不是实情哈,实际是大气压从外面顶住了水柱。)
好了,下次见。
我得劝弯弯睡觉了。再讲个故事。