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温水または冷水が気球に与える影響に関する科学プロジェクトでは、生徒は物質密度、気圧、表面張力の概念を探求できます。バルーンが熱または冷気にさらされると、バルーン内のガスが膨張または収縮します。バルーンサイズの変化は、気圧の変化を視覚的に説明したものです。実験に温水または冷水を追加すると、学生は液体の特性を探ることもできます。
空気圧
バルーン、ボトル、お湯の入れ物を使った簡単な実験で気圧を調べます。バルーンを膨らませますが、縛らないでください。空のボトルの口の上に伸ばします。ボトルをお湯の入った容器に入れます。この実験をしばらくそのままにしてから、戻ってバルーンのサイズを観察します。ボトル内の高温ガスがバルーン内に移動し、バルーンが温まっていることに注意してください。加熱されたガス分子が互いに反発し、バルーンが拡張する様子を観察します。
空気の膨張と収縮
寒いまたは暑い環境にさらされたときのバルーンのサイズの変化を測定します。 3つの同一のバルーン、温度計、巻き尺を結合します。風船を膨らませます。周囲温度とバルーンの周囲を測定します。温度によっては、水が固体または気体になる可能性があることを考慮してください。小さなバスルームのシャワーを使用して、3つの風船を熱風の中に置きます。風船が膨らんだことに気づくまで約10分待ちます。あなたの周囲を測定します。バルーンを室温に戻します。これには約20分かかります。アイスボックス内の温度を測定します。風船を冷たい空気の中に置きます。 10分間待ってから、バルーンを取り外し、周囲を測定します。温度が変化する環境に置かれたときのバルーンのサイズの変化を考慮して、熱気が冷気よりも多くのスペースを占める方法を検討してください。
温水と冷水を混ぜる
熱湯と冷水を混ぜたときに風船がどうなるかを調べます。 2つの薄い瓶とそれらの間に置くことができるプラスチックカードを結合し、内容物の混合を防ぎます。ジャーの1つに温水を入れ、別のジャーに冷水を入れます。熱湯が入っているカードの上にカードを置き、冷水が入っているカードの上に置き、カードを取り出します。冷水ジャーの口に風船を取り付けます。最大直径に達したら、円周を測定します。実験を繰り返しますが、冷水のピッチャーを温水のピッチャーの上に反転させます。同じ量の温水と冷水を使用しているにもかかわらず、2つのバルーンのサイズの違いに注意してください。プロセスの変化が水面の温度をどのように変化させ、バルーンのサイズに影響を与えるかを説明します。
コールドアンドホットフロント
ホットフロントとコールドウォーターバルーンを使用して、ホットフロントとコールドフロントが出会うときなどの気象イベントを探索します。 2つのジャーと食品着色料を追加します。 1つのジャーに温水を入れ、もう1つのジャーに冷水を入れます。食用着色料を使用して瓶を識別し、次にそれらの内容物をボウルに入れます。同じ液体が異なる温度でどのように混合するかを観察して記録します。風船を2つ取ります。一方を冷水で満たし、もう一方を温水で満たします。湯船に湯を入れ、2つの風船を入れます。彼らがどのように動くか観察してください。彼らは油と水のように反発することを認識してください。密度が高いため、冷水風船が沈むと考えてください。
