Wie es funktioniert Schülern helfen, von dem Experiment zu lernen Eine Sprudeldose zerdrücken
Die Luft um dich herum drückt mit einem Druck von 101 kPa (1,034 kg/cm2) gegen dich und jedes andere Objekt, wenn du dich auf der Höhe des Meeresspiegels befindest. Dies wäre normalerweise genug, um die Dose allein zu zertrümmern, oder sogar einen Menschen! Dies passiert nicht, weil die Luft im Inneren der Sprudeldose (oder das Material im Inneren deines Körpers) mit gleichem Druck nach außen drückt und weil der Luftdruck “sich selbst aufhebt”, indem er aus allen Richtungen gleichmäßig auf uns drückt. Wenn das Wasser in der Dose kocht, kannst du sehen, wie das Wasser anfängt, als kleine Wassertröpfchen oder Dampf in die Luft zu entweichen. Etwas von der Luft in der Dose kann herausgedrückt werden, wenn dies passiert, um für die sich ausdehnende Wolke aus Wassertröpfchen Platz zu machen.  Obwohl die Dose etwas von der Luft darin verliert, wird sie noch nicht zerdrückt, weil der Wasserdampf, der den Platz der Luft eingenommen hat, stattdessen von innen drückt. Je mehr du im Allgemeinen eine Flüssigkeit oder ein Gas erhitzt, umso starker dehnen sie sich aus. Falls es ein geschlossener Behälter ist, so dass sie sich nicht ausdehnen können, entwickeln sie mehr Druck. Wenn die Dose über Kopf in das Eiswasser gestellt wird, verändert sich die Situation auf zwei Arten. Erstens ist die Dose nicht mehr an der Luft, da Wasser die Öffnung blockiert. Zweitens kühlt der Wasserdampf im Inneren der Dose schnell wieder ab. Der Wasserdampf schrumpft wieder auf sein ursprüngliches Volumen zusammen, die winzige Menge Wasser am Boden der Dose. Plötzlich enthält das meiste des Raumes im Inneren der Dose gar nichts – nicht einmal Luft! Die Luft, welche die ganze Zeit  von außen auf die Diese gedrückt hat, hat plötzlich auf der anderen Seite nichts mehr, was ihr widersteht, also drückt sie die Dose nach innen. Raum, der nichts enthält, wird ein ‘’’Vakuum’’’ genannt. Das Erscheinen des Vakuums, oder des leeren Raumes, innerhalb der Dose hat, abgesehen davon, dass es die Dose zerdrückt, einen weiteren Effekt. Beobachte die Dose aufmerksam, wenn du sie in das Wasser senkst, und wieder, wenn du sie heraushebst! Du magst eine kleine Menge Wasser bemerken, die in die Dose eingesaugt wird und dann wieder heraustropft. Das liegt daran, dass der Wasserdruck gegen die Öffnung der Dose drückt, aber nur stark genug, um die Dose ein bisschen zu füllen, bevor das Aluminium zerdrückt wird. Sieh, ob die Schüler irgendwelche Ideen haben, warum das mit der Dose passiert ist! Bestätige oder lehne in diesem Stadium keine der Antworten ab! Erkenne jede Idee an und bitte die Schüler, ihren Gedankengang zu erklären! Bitte die Schüler, sich neue Experimente auszudenken, um ihre Ideen zu überprüfen, und frage sie, was sie glauben, was passieren wird, bevor sie das neue Experiment durchführen! Falls sie Schwierigkeiten haben, sich ein neues Experiment einfallen zu lassen, hilf ihnen aus! Hier sind ein paar Variationen, die hilfreich sein mögen:  Falls ein Schüler denkt, dass das Wasser (nicht der Wasserdampf) im Inneren der Dose dafür verantwortlich war, dass sie zerdrückt wurde, lasse die Schüler eine ganze Dose mit Wasser füllen und sehen, ob sie zerdrückt wird!  Probiere dasselbe Experiment mit einem stabileren Behälter aus! Das schwerere Material sollte länger brauchen, um zerdrückt zu werden, was dem Eiswasser mehr Zeit gibt, ihn zu füllen. Probiere, die Dose für kurze Zeit abkühlen zu lassen, bevor du sie in das Eisbad stellst! Dies resultiert in mehr Luft, die in der Dose enthalten ist, und somit zu weniger starkem Zerdrücken. Verwende die Informationen im Wie-es-funktioniert-Abschnitt, um den Schülern beizubringen, warum die Dose zerdrückt wurde! Frage sie, ob es zu dem passt, was sie in ihren Experimenten herausgefunden haben! Spüle eine Sprudeldose mit Wasser aus und lasse annähernd 15-30 ml (1-2 EL) Wasser am Boden der Dose! Falls du keinen Messlöffel hast, gieße einfach genügend Wasser hinein, um den Boden der Dose zu bedecken! Fülle eine Schüssel mit kaltem Wasser und Eis oder mit Wasser, das in einem kalten Kühlschrank aufbewahrt wurde! Eine Schüssel, die tief genug ist, um die Dose aufzunehmen, mag es einfacher machen, das Experiment durchzuführen, aber das ist nicht notwendig. Eine durchsichtige Schüssel macht es leichter, zu beobachten, wie die Dose zerdrückt wird. Bei diesem Experiment erhitzt du die Sprudeldose, bis das Wasser darin kocht, und bewegst sie dann schnell. Alle in der Nähe sollten spritz-sichere Schutzbrillen tragen, für den Fall, dass heißes Wasser auf ihre Augen zu spritzt. Du brauchst außerdem eine Zange, um nach der heißen Dose zu greifen, ohne dich zu verbrennen, und sie dann über Kopf in die Schüssel Eiswasser zu stellen. Übe, die Dose mit der Zange aufzuheben, damit du sicher sein kannst, dass sie die Dose fest hochheben kann! Fahre nur mit Aufsicht eines Erwachsenen fort! Stelle die Sprudeldose aufrecht auf eine Herdplatte und stelle dann die Hitze auf niedrig! Lass das Wasser sprudelnd aus der Dose kochen und etwa 30 Sekunden lang verdampfen!  Falls du etwas Seltsames oder Metallisches riechst, geh gleich zum nächsten Abschnitt über! Das Wasser mag verkocht sein, oder die Hitze mag zu hoch gewesen sein, was die Farbe oder das Aluminium an der Dose schmelzen lässt.  Falls deine Herdplatte die Sprudeldose nicht stützen kann, verwende eine Kochplatte oder eine Zange mit hitzebeständigen Griffen, um die Sprudeldose über dem Herd zu halten! Halte die Zange mit deiner Handfläche nach oben! Benutze die Zange, um die Dose aufzuheben und drehe sie dann schnell über dem kalten Wasserbad um, wobei du die Dose in die Wasserschüssel fallen lässt! Sei auf ein lautes Geräusch gefasst, da die Dose schnell zerdrückt wird!
Lerne etwas über Luftdruck! Finde heraus, was passiert, wenn du die Dose mit dem Wasser erhitzt! Verstehe, wie die Dose zerdrückt wird! Beobachte die Dose aufmerksam, um einen weiteren Effekt des Experiments zu entdecken! Frage die Schüler, warum die Dose zerdrückt wurde! Hilf den Schülern, sich Variationen des Experiments einfallen zu lassen! Erkläre die Theorie hinter dem Experiment! Gieße ein bisschen Wasser in eine leere Sprudeldose! Bereite eine Schüssel Eiswasser vor! Besorge dir eine spritz-sichere Schutzbrille und eine Zange! Erhitze die Dose auf dem Herd! Benutze die Zange, um die heiße Dose über Kopf in das kalte Wasser zu drehen!
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How it Works Helping Students Learn from the Experiment Crushing a Soda Can