Учителю физики приходится изготавливать некоторые приборы для демонстрации того или иного явления.
Некоторое непонимание в управляющем министерстве
Сегодня речь пойдет о тепловом расширении тел. В программе, написанной в министерстве, хотят видеть расширение воздуха, но пишут программу люди, которые реально представить себе процесс не могут — им в кабинете, удаленном от реального класса, методика не ясна. Потому и приходится нам на местах придумывать
Демонстрация теплового расширения газов кажется простой задачей. Многие полагают, что достаточно взять пластиковую бутылку вместимостью 0,5 литра (маленькие бутылки будут жестче и могут искажать результаты опыта), опустить ее горлышком в воду и слегка подогреть спичкой.
В результате нагревания воздух внутри бутылки начнет расширяться и выйдет через горлышко. При остывании бутылки (что можно ускорить, облив ее холодной водой) воздух внутри сократится, и некоторое количество воды воздух вберет в себя.
Однако, зажигать открытый огонь в классе, не совсем разумно.
Как вариант, расширение жидкостей можно продемонстрировать на любом жидкостном градуснике. Однако, при расширении твердых тел возникают сложности из-за незначительного расширения.
Шар Гравезанда
В школьных лабораториях для этого применяют специальное устройство, называемое «Шар Гравезанда». «Шар Гравезанда» – визуально очень простой прибор, однако требует подбора подходящих деталей. Не всегда удастся найти подшипник с достаточно большим шариком.
Также может возникнуть трудность в прикреплении тонкой проволочки или цепочки к шарику. Точное изготовление ровного кольца с определенным размером также представляет сложность.
Простое решение
Реально можно поступить проще.
1. Возьмем деревянный брусок размером около 2х4х5 см и в сверлении центральной части бруска просверлим отверстие диаметром 5 мм (можно не проходящее).
2. Затем нарежем резьбу M6 метчиком в этом отверстии.
3. После этого разрежем брусок пополам так, чтобы пропил рассек отверстие пополам, оставив небольшой бортик на стороне сверления.
4. Брусок зашлифуем гладким плоским напильником. Затем прибьем тонкий ровный гвоздь с противоположной стороны.
5. Для проведения эксперимента нам понадобится болт M6 длиной 2-3 см, желательно с барашком для удобства вращения. Торцы болтов обычно неровные, поэтому их следует выровнять плоским напильником.
6. Наконец, нам понадобится объект для эксперимента – ровный круглый диск, лучше всего изготовленный из меди или дюраля. Например, медная монета.
Эксперимент проводится следующим образом:
1. Вращая винт, слегка зажимаем монету между болтом и гвоздем.
2. Располагаем доску под углом приблизительно 60 градусов и медленно откручиваем винт, чтобы монета скользила вниз. Таким образом, получаем зазор, очень близкий к диаметру монеты.
3. Затем с помощью плоскогубцев берем монету и нагреваем ее над спиртовкой или свечой.
4. Положив нагретую и расширившуюся монету на доску, установленную на угле, мы видим, что она уже не проходит между болтом и гвоздем.
5. Остывая, через некоторое время, когда монета остынет, она сама начнет скользить вниз.