1. Тепловые явления
Сделайте около 50 интенсивных ударов молотком по ненужному железному предмету. Проверьте на ощупь изменение температуры металла и молотка. Объясните явление.
Положите монету на кусок деревянной доски и энергично потрите ее, прижимая к поверхности, в течение нескольких минут. На ощупь проверьте, как изменилась температура монеты. Объясните результат.
Возьмите новый полиэтиленовый пакет, убедитесь в отсутствии в нем дырок. Ополосните пакет внутри теплой водой так, чтобы остались капли. Герметично привяжите его к наконечнику велосипедного насоса. Энергично накачайте воздух в пакет, чтобы он лопнул. В воздухе появится туман. Объясните наблюдаемое явление.
Измерьте домашним термометром температуру воды, налитой в банку или бутылку. Плотно закройте сосуд и 10–15 мин интенсивно встряхивайте его, после чего вновь измерьте температуру. Чтобы исключить передачу тепла от рук, наденьте варежки или заверните сосуд в полотенце. Какой способ изменения внутренней энергии вы использовали? Поясните.
Возьмите резиновую ленту, связанную кольцом, приложите ленту ко лбу и запомните ее температуру. Удерживая резину пальцами руки, несколько раз энергично растяните и в растянутом виде снова прижмите ко лбу. Сделайте вывод о температуре и причинах, вызвавших изменение.
Оберните толстый гвоздь или металлический стержень полоской бумаги в один слой. Подержите над пламенем свечи до момента возгорания, засеките время. Объясните, почему бумага загорелась не сразу.
Подберите ложки из разных материалов (алюминиевую, мельхиоровую, стальную, деревянную и т.д.). Опустите их наполовину в сосуд с горячей водой. Через 1–2 мин проверьте, одинаково ли нагрелись их ручки. Проанализируйте результат.
Приготовьте в морозилке лед. Сложите его в целлофановый пакет и оберните пуховым платком или обложите ватой. Можно дополнительно завернуть в шубу. Оставьте этот сверток на 5–7 ч, затем проверьте сохранность льда. Объясните наблюдаемое состояние. Предложите дома способ сохранения замороженных продуктов при размораживании холодильника.
Используйте свои руки как термодатчики – обследуйте окружающие вас предметы. Найдите самые холодные на ощупь, сделайте вывод об их теплопроводности. По своим ощущениям составьте список веществ, обладающих разной теплопроводностью, от самой хорошей до самой плохой.
Вскипятите воду в бумажной коробочке (см. рисунок). При выполнении эксперимента соблюдайте осторожность. Проводите эксперимент только с разрешения родителей.
Приготовьте три одинаковых кусочка льда, один из них заверните в фольгу, второй – в бумагу, третий – в вату и оставьте на блюдцах в комнате. Определите время полного таяния. Объясните разницу.
Проведите исследование конвекционных потоков в одной из комнат своей квартиры. В качестве индикаторов воздушных потоков используйте горящую свечу. Нарисуйте схему движения потоков. Дополните исследование измерением температуры. Если центральное отопление не работает, проведите исследования на кухне до и во время работы газовой плиты.
Пронаблюдайте конвекцию в
холодной и горячей воде, используя в качестве
красителя кристаллы марганцовки, каплю зеленки
или любые другие красящие вещества. Сравните
характер и скорость конвекции и сделайте выводы.
Используя заранее приготовленный в холодильнике лед, металлическую кружку или маленькую кастрюльку с крышкой (вместо крышки можно использовать блюдце или тарелку), выясните, как быстрее остудить горячую воду в сосуде: ставя его на лед или положив лед на крышку? Лучше проводить опыт с двумя одинаковыми сосудами, если же их нет, фиксируйте остывание через одинаковые интервалы времени.
Из фольги изготовьте турбину или спираль. Строго определите центр тяжести, для этого добейтесь равновесия заготовки на иголке. Подвесьте за центр турбину на проволоке так, чтобы она могла вращаться. В подвешенном состоянии держите турбину или спираль над пламенем свечи, горящей лампочкой или газовой горелкой, соблюдая осторожность. Добейтесь вращения, объясните причины наблюдаемого явления.
Используя настольную лампу и
комнатный термометр, измеряйте температуру под
лучами лампы в различных точках, постепенно
приближаясь к ней. Время измерения должно быть
одинаковым, например, 5–10 мин. Постройте график
зависимости температуры от расстояния, сделайте
вывод.
Проверьте поглощающую способность веществ. Положите термометр под лист белой бумаги или ткани и пронаблюдайте в течение определенного времени за изменением температуры, затем замените белый лист на черный и проделайте то же самое. Проанализируйте результаты и объясните наблюдаемое.
Найдите дома две одинаковые белые чашки, одну снаружи покрасьте гуашью или акварелью в черный цвет. Налейте в каждую одинаковое количество горячей воды и проверьте, в какой из них вода остынет быстрее. При наличии термометра результаты подтвердите измерением температуры, укажите время и примерный объем воды.
В холодильнике заранее приготовьте в форме кусочки льда. Выньте один кусок и дайте ему слегка оттаять, чтобы на поверхности образовалась водяная пленка. Теперь достаньте еще один кусок льда – сухой, и быстро, одновременно и ненадолго, приложите оба куска ко лбу или другому чувствительному участку кожи. Какой из них покажется холоднее? Дайте объяснение, подтверждая его данными из таблицы удельных теплоемкостей веществ в учебнике.
В соломинку для коктейлей налейте воду, заткнув отверстия с двух сторон пластилином; измерьте длину получившегося водяного столба. Положите соломинку в морозилку на 1–2 ч до полного замерзания воды. Затем измерьте длину ледяного столба и рассчитайте в процентах увеличение объема воды при замерзании.
Заготовьте побольше кубиков льда, добавьте в них поваренную соль (1/6 объема), смешайте и тем самым получите сильно охлаждающую смесь (до –20 °С). Эту смесь в тонкостенной посуде опустите в более широкую, где налито немного холодной воды. Через несколько минут на узком стакане образуется ледяное кольцо. Можно заменить лед в два раза большим количеством снега. Дайте объяснения этому факту.
Поставьте в морозилку холодильника кастрюлю с водой. Через каждые полчаса проверяйте, как идет процесс замерзания, опишите его, сопроводив схематическими рисунками. Повторите тот же опыт с небольшим количеством молока, соответственно чаще проводя проверку. Сравните процессы замерзания воды и молока.
Смочите небольшую ватку одеколоном, спиртом или даже водой комнатной температуры и оберните ею шарик бытового термометра. Интенсивно подуйте на него или осторожно помашите термометром. Проследите за показаниями прибора, почему они изменились? При наличии эфира можно получить даже отрицательную температуру.
Для доказательства расширения воздуха и воды изготовьте простой прибор из пластиковой бутылки, соломинки для коктейлей и пластилина в качестве герметика. А) бутылка наполнена частично – расширение газа при нагревании руками; б) бутылка налита полностью – расширение воды при нагреве под струей горячей воды. Проведите наблюдения и объясните результаты.
Взяв стальную вязальную спицу, пропустите ее через пробку (пенопласт, кусок моркови), в которую воткнуты две булавки, насадите на концы по морковке. Уравновесьте всю конструкцию на перевернутом вверх дном стакане. Добившись строгого равновесия, по одну сторону начните нагревать спицу в огне свечи. Как изменилось равновесие? Чем это можно объяснить?
2. Электрические явления
Внимание! Для успешного
проведения опытов воздух в помещении должен быть
сухим.
Обследуйте свою квартиру и найдите материалы, наиболее хорошо электризуемые трением. Проверьте расчески, оргстекло, надувные шары, пустые пластиковые бутылки, целлофановые пленки, пакеты, медицинскую клеенку и т.д. Степень наэлектризованности можно проверить с помощью папиросной бумаги или салфетки, нарезанной на мелкие полоски. Проведите дополнительную электризацию в темноте и составьте отчет о результатах.
С куском оргстекла (линейкой) попробуйте устроить небольшой электрический «театр»: натрите его сверху бумагой, а пляшущими под стеклом «актерами» могут быть мелкие кусочки бумаги или ваты.
Поднесите хорошо наэлектризованную расческу к очень тонкой струйке воды из крана. Объясните наблюдаемое искривление струйки.
Проверьте взаимодействие тел, заряженных при электризации касанием: а) двух гильз, самостоятельно изготовленных из алюминиевой фольги и заряженных, например, от расчески; б) двух пустых пластиковых бутылок, подвешенных на длинных нитях в проеме двери. Объясните явления, сделайте рисунки.
Возьмите три сухих, хорошо прогретых стакана. На них установите металлический поднос. На поднос положите тщательно наэлектризованный кусок оргстекла (линейку, треугольник). После этого возьмите чайную ложку и потянитесь к краю подноса. Раздастся щелчок. При повторении опыта в темноте видно проскакивающую искру. Замените металлический поднос на деревянную разделочную доску. Проверьте наличие разряда. По результатам опытов составьте отчет.
Обследуйте экран работающего телевизора с помощью нарезанных узких полос бумаги. Проведите вдоль экрана несколько раз внешней стороной ладони. Объясните наблюдения и ощущения. Учтите, что свечение экрана вызвано электрическими зарядами, бомбардирующими его.
Обследуйте квартиру и выясните, где находятся распределительные коробки электропроводки. Зарисуйте предположительную монтажную и электрическую схемы электропроводки. Выясните тип предохранителей. Желательны участие и помощь родителей.
