Условие
На горлышко пустой бутылки надели воздушный шарик и поставили бутылку в миску с горячей водой. Шарик надулся. Объясни, что произошло с воздухом в бутылке, и предскажи, что будет, если переставить бутылку в холодную воду.
Что известно и что ищем
- Бутылка кажется пустой, но воздух в ней есть — это уже проверено опытом со стаканом.
- Ищем связь между нагреванием и поведением воздуха.
- Нужен прогноз: что произойдёт при охлаждении. Уметь предсказать — значит понять.
Ход решения
- Шаг 1. Вспомним модель частиц: вещество состоит из мельчайших частиц, между ними есть промежутки.
- Шаг 2. Разберём нагревание. Горячая вода нагревает воздух в бутылке, частицы воздуха начинают двигаться быстрее и расходятся дальше друг от друга. Воздуху становится мало места в бутылке.
- Шаг 3. Свяжем это с шариком. Лишнему воздуху некуда деваться, кроме шарика, поэтому шарик надувается. Это и называется расширением воздуха при нагревании.
- Шаг 4. Сделаем прогноз. Если поставить бутылку в холодную воду, воздух охладится, частицы сблизятся, воздух сожмётся и шарик вернётся в прежний размер.
- Шаг 5. Вывод: воздух расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Вещество при этом остаётся тем же — меняется только расстояние между частицами.
Проверь себя
- Проговорите правило: тепло — расширяется, холод — сжимается. Оно объясняет сразу два наблюдения: надувшийся шарик и вернувшийся обратно шарик.
- Практика: поставьте бутылку с шариком в холодную воду и подождите. Если шарик уменьшился, прогноз подтвердился. Горячую воду наливает взрослый.
- Частая ошибка-маячок: «воздух стал больше, значит, его стало больше по количеству». Вещества столько же, изменилось только расстояние между частицами.
Как объяснить ребёнку
«Когда воздуху тепло, частицы расходятся и начинают толкаться — как ребята в тесной комнате. Стало тесно — лишний воздух вылез в шарик. А в холодной воде все снова сжимаются, и шарик пустеет».
Тема для отчёта родителю
«Свойства воздуха: расширение и сжатие при нагревании и охлаждении».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.