Температура движет коромыслом

Как ты думаешь, что происходит с веществами при их нагревании или охлаждении, кроме изменения температуры? Чтобы узнать это, проведи простое наблюдение. Налей в стакан горячую воду, маркером отметь её уровень. Через час посмотри, как он изменится. Немного воды, конечно, испарится, однако основная причина падения уровня — сжатие (уменьшение объёма) жидкости при охлаждении. Используя это свойство жидкости, сооруди коромысло, положение которого можно регулировать с помощью температуры.

Температура движет коромыслом

Опыт
Из толстой проволоки изготовь ровный прут длиной 35-40 сантиметров. От пробки отрежь кружок высотой 1 сантиметр. Шилом проделай сквозное поперечное отверстие и пропусти через него прут. Расположи кружок по центру прута, проткни насквозь двумя булавками (по одной с каждой стороны) — они послужат опорами коромыслу.
В двух пробках на расстоянии примерно 5 миллиметров от края проделай поперечные отверстия и насади на концы прута. Пробки должны располагаться длинными частями вниз.
Установи коромысло ножками-булавками на дно перевёрнутого стакана (так, как показано на рисунке) и уравновесь его. Для этого воткни в нижние части пробок по 15-20 гвоздиков. Регулируя положение пробок и добавляя гвоздики, добейся того, чтобы коромысло находилось в устойчивом горизонтальном положении. Такие «весы» будут очень чувствительными.
Начни нагревать одно плечо коромысла с помощью зажжённой свечи и посмотри, что произойдёт.

Результат
По мере нагревания плечо коромысла станет опускаться. А теперь убери свечу. Коромысло начнёт плавно остывать, и равновесие восстановится.

Что потребуется:
• толстая проволока;
• пассатижи;
• три корковые пробки;
• нож;
• шило;
• швейные булавки;
• маленькие (обойные) гвоздики;
• стеклянный стакан;
• свеча;
• спички.

Объяснение
Коромысло — подобие рычажных весов, в которых плечи создают противоположно направленные изгибающие моменты. Момент — это умножение силы, действующей на плечо, на длину плеча (расстояние от точки приложения силы до точки опоры). Сила в данном опыте создаётся силой тяжести пробки с гвоздиками на конце прута, а длина плеча — это расстояние от середины пробки на конце до середины пробки с булавками-опорами по центру. Когда моменты равны, коромысло находится в равновесии. При нагревании плечо удлиняется, так как вещества расширяются с увеличением температуры. Поскольку температурное расширение происходит по всем направлениям, это приводит к увеличению длины плеча и создаваемого момента. В результате коромысло наклоняется в ту сторону, где изгибающий момент становится больше.

Сложности:
Опыт необходимо выполнять при помощи взрослых.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *