Pokusy – existence vzduchu

Příspěvek vznikl v rámci projektů pořádaných o.s. Aisis.

Pokusy - existence vzduchu

• Jsou sklenice a sáček opravdu prázdné?
• Přelévání vzduchu pod vodou.
• Suchý papír pod vodou.
• Vlévání vody do láhve.
• Vylévání vody z láhve.
• Stlačování vzduchu.
• Vážení vzduchu.
• Kolik vzduchu vydechneme.

Jsou sklenice a sáček opravdu prázdné?

Potřeby - akvárium, sklenice, sáček, svíčka.

Provedení: Provedení pokusu je zřejmé z obrázku. Akvárium nebo jinou větší nádobu naplníme vodou a v ní vyléváme vzduch z kádinky, kterou vnoříme do nádoby dnem vzhůru. Co největší papírový sáček co nejvíc otevřete a potom jeho okraj těsně stiskněte a držte uzavřen. Nechte žáky lehce stisknout sáček. Uvolněte poté poněkud uzavření, namiřte otvor na hořící svíčku a nechte žáka znova stisknout sáček.

Otázky pro žáky:

• Proč voda nevnikla do kádinky, kterou jsme vnořili do nádoby dnem vzhůru? (Lehčí vzduch, který je v kádince, tam těžší vodu nepustil.)
• Co se stane, když kádinku se vzduchem trochu nakloníme? (Část vzduchu unikne a na jeho místo se nahrne voda.)
• Proč nejde uzavřený sáček snadno stisknout k sobě?
• Co se stalo s plamenem svíčky? Čím je to způsobeno? (V prázdném sáčku byl vzduch. Když jsme vzduch ze sáčku vytlačili na svíčku, uhasil ji.)

Vysvětlení pokusu: Vzduch ve sklenici zaujímá určitý objem (místo, prostor) a pokud nemůže uniknout z kádinky, zabraňuje vnikání okolní vody.

1. obrázek

Přelévání vzduchu pod vodou

Potřeby - akvárium, dvě sklenice.

Provedení: Akvárium nebo jinou větší nádobu naplníme vodou a v ní přeléváme vzduch z jedné sklenice, kterou vnoříme do nádoby dnem vzhůru, do druhé, naplněné vodou. Žáci se mohou pokusit přelít všechen vzduch z jedné sklenice do druhé a opět nazpět.

Otázka pro žáky:

• Popište pokus, při kterém jsme přelévali vzduch pod vodou.

Suchý papír pod vodou

Potřeby - akvárium, sklenice, ústřižek papíru.

Provedení: Provedení pokusu je obdobné jako v pokusu předcházejícím. Před pokusem ale můžeme žáky provokovat otázkou, zda je možné papír potopit pod vodu tak, aby při tom zůstal suchý.

Vysvětlení pokusu: Vzduch ve sklenici zaujímá určitý objem a zabraňuje vnikání okolní vody k papíru u dna.

2. obrázek

Vlévání vody do láhve

Potřeby - akvárium, nálevka, zátka se dvěma otvory nebo plastelína, hadička.

Provedení: Nálevku utěsníme vzduchotěsně do jednoho z otvorů zátky. Druhým otvorem v zátce vedeme trubičku (opět vzduchotěsně) s navléknutou hadičkou ke kádince. Nalijeme-li do nálevky vodu, nebude vtékat do láhve, pokud držíme hadičku ucpanou. Po uvolnění voda do láhve vtéká a bublinky v kádince zviditelňují unikání vzduchu. Místo gumové zátky můžeme stopku nálevky a vývod hadičky obalit plastelínou a utěsnit tuto zátku do hrdla láhve.

Vysvětlení pokusu: Vzduch v láhvi zaujímá určitý objem a zabraňuje svým tlakem vnikání okolní vody. Jestliže uvolníme pro vzduch cestu ven hadičkou, poklesne tlak vzduchu v láhvi a do láhve vnikne voda. Ale pozor! Pokud by měla nálevka příliš velký nebo šikmo seříznutý otvor, protrhne se tenká blanka na povrchu vody a vzduch může vybublávat samotnou nálevkou. S takovou v hrdle utěsněnou nálevkou můžeme ukázat střídavé probublávání vzduchu z nádoby a vytékání vody do nádoby.

3. obrázek

Vylévání vody z láhve

Potřeby - skleněná láhev, umyvadlo.

Provedení: Skleněnou láhev naplníme vodou a vodu z láhve vyléváme různými způsoby (viz obrázky). Necháme žáky počítáním měřit, za jak dlouho voda z láhve vyteče při jednotlivých pokusech. Při třetím pokusu láhví několikrát zakroužíme, aby voda utvořila vír.

Otázky pro žáky:

• Při kterém ze způsobů vylévání vody vytekla voda nejrychleji? Proč? (Vzduch, který vniká do láhve, brání vytékání vody. Když vytékající voda měla uprostřed tunýlek, kterým mohl vzduch snadno vstupovat, voda při stěně snadno utíkala ven.)

  4. obrázek

Stlačování vzduchu

Potřeby - injekční stříkačka nebo hustilka.

Provedení: Injekční stříkačku, nejlépe skleněnou s volněji pohyblivým pístem, nejdříve naplníme vodou, otvor pro jehlu uzavřeme prstem a vyzveme žáky ke stlačení vody. Poté necháme ve stříkačce jen vzduch a porovnáme stlačitelnost vzduchu a vody. Stlačování vzduchu můžeme ukázat i v hustilce na míč.

Otázky pro žáky:

• Porovnejte, jak se dá v injekční stříkačce stlačit voda a vzduch. Která z těchto látek je stlačitelnější?
• Zůstane vzduch stlačený i poté, co se do něj přestane píst opírat, nebo se zase pružně roztáhne? (Vzduch je pružný.)
• Kde se pružnost vzduchu využívá? (pneumatika, míč, skákadla, vzduchovka ...)

Vysvětlení pokusu: Vzduch se dá mnohem snadněji stlačit než voda. Vzduch je pružný.

5. obrázek

Vážení vzduchu

Potřeby - improvizované váhy, lehký kolíček na prádlo, automobilová hustilka, dvě dvoulitrové plastové láhve s ventilkem a jedna dvoulitrová plastová láhev bez ventilku, tenkostěnná plastová hadička o vnitřním průměru 0,7 mm nebo 0,9 mm, akvárium nebo kbelík, závažíčko 2,5 g.

Plastové láhve s ventilkem zhotovíme tak, že do uzávěru dvoulitrové plastové láhve od limonády necháme vyvrtat otvor o průměru 12 mm. Do něho vtlačíme automobilový ventilek do bezdušové pneumatiky. Jeho rýhu, která bude těsnit v zátce, potřeme lepidlem (alkapren, chemopren nebo jiné lepidlo na gumu). Vahadlo improvizovaných vah zhotovíme z plastového pravítka 30 cm dlouhého. Na obrázku je nákres vahadla vah s otvorem pro osu vahadla uprostřed a dvojicí otvorů pro zavěšení závěsů pro láhve na okrajích.

6. obrázek

Vahadlo může být i z překližky, z plexiskla, z dřevěných modelářských nosníků apod. Celý postup pokusu naznačují jednotlivé fáze znázorněné na obrázku.

Provedení: Jednu z láhví důkladně nahustíme vzduchem (automobilovou hustilkou nebo předem kompresorem u benzínové pumpy) a druhou jen uzavřeme. Obě potom zavěsíme na vahadlo a vyvážíme lehkým kolíčkem, plíškem nebo těžší kancelářskou sponkou. Potom z nahuštěné láhve vypustíme tenkostěnnou hadičkou 2 litry vzduchu do láhve naplněné vodou, jak ukazuje obrázek. Zavěsíme-li pak láhev na vahadlo, je z vychýlení vahadla vidět pokles hmotnosti. Rovnováhu obnovíme, když na láhev zavěsíme přívažek 2,5 gramů těžký.

Otázka pro žáky:

• Kolik váží 2 litry (4 litry) vzduchu? (2,5 gramů resp. 5 gramů)

  7. obrázek

Kolik vzduchu vydechneme

Potřeby - plastová láhev 2,5 l, akvárium nebo kbelík, hadička, limonádové brčko.

Provedení: Do plastové láhve postupně přiléváme 5krát 1/2 litru vody a na stěně vyznačíme na přilepeném pásku stupnici objemu. Láhev plnou vody umístíme dnem vzhůru do nádoby s vodou. Do hrdla zasuneme konec hadičky (viz obrázek). Do láhve vyfoukneme po hlubokém nadechnutí vzduch a změříme objem vydechnutého vzduchu vyfouknutého do láhve. Z hygienických důvodů konec hadičky opatříme vždy novým náustkem, např. limonádovým brčkem nebo ho před použitím vždy dezinfikujeme.

Otázky pro žáky:

• Kolik litrů vzduchu jsi vydechnul?
• Jak tvoje plíce získávají více vzduchu při namáhavé práci? (Změříme počet vdechů za minutu, když je žák v klidu a potom, co vykoná 10 dřepů.)

  8. obrázek