Сезон 2: Каменные войны — Эпизод 4

Цель: Увидеть силу пара в действии — струя пара способна двигать предметы, как вращала ядро пушки.

Материалы: Кипящий чайник или кастрюля (только со взрослыми), бумажная вертушка (вырежьте из бумаги квадрат и надрежьте углы к центру), нитка.

Пошагово:

1. Вырежьте из бумаги вертушку и закрепите её на нитке.
2. Дождитесь, пока из носика чайника пойдёт ровная струя пара.
3. Поднесите вертушку к струе (не касаясь!) — она закрутится.
4. Почему: пар — это газ, молекулы воды в нём движутся быстро и толкают бумагу.
5. Вывод: 1 литр воды даёт около 1700 литров пара — отсюда и огромная сила.

Цель: Понять главный механизм паровой пушки: нагретый газ занимает больше места и давит.

Материалы: Пустая пластиковая бутылка, воздушный шарик (или тонкий пакет), таз с тёплой водой, таз с холодной водой.

Пошагово:

1. Натяните шарик на горлышко пустой бутылки (шарик пуст и висит).
2. Поставьте бутылку в таз с тёплой водой.
3. Через минуту шарик начнёт надуваться — воздух внутри нагрелся и расширился.
4. Перенесите бутылку в холодную воду — шарик сдуется.
5. Вывод: при нагреве газ расширяется и давит на стенки — ровно так пар разгоняет ядро.

Цель: Увидеть, как «хранится» энергия давления и как она превращается в движение.

Материалы: Пластиковая бутылка 0,5 л, гвоздь или шило (со взрослыми), вода, таз, пальцы или скотч для затыкания дырок.

Пошагово:

1. Проколите в бутылке на высоте 5 см от дна три дырки: на разной высоте.
2. Заткните дырки пальцами и наполните бутылку водой.
3. Поставьте бутылку над тазом и отпустите пальцы.
4. Сравните струи: из верхней дырки — короткая, из нижней — дальняя и сильная.
5. Почему: давление воды растёт с глубиной — нижний слой выталкивается сильнее.
6. Вывод: энергия давления — та же, что заряжает пушку паром.

Цель: Почувствовать, что газ упруг: его можно сжать, и он толкает обратно — как пар, запертый в котле.

Материалы: Медицинский шприц без иглы (10–20 мл), вода.

Пошагово:

1. Наберите в шприц чуть-чуть воды, чтобы поршень ходил легко.
2. Закройте носик пальцем.
3. Давите на поршень: воздух сжимается, поршень пружинит назад.
4. Отпустите палец и додавите до конца: из носика вылетит капля — сжатый воздух вытолкнул её.
5. Почему: у газа нет постоянной формы, зато есть упругость — сжатый, он стремится расшириться.
6. Вывод: запертый в котле пар — это та же «пружина», но в тысячи раз мощнее.

Цель: Понять, из чего состоит пар и куда он девается после «выстрела».

Материалы: Кипящий чайник (со взрослыми), холодная ложка или стекло, прихватка.

Пошагово:

1. Дождитесь кипения чайника.
2. Подержите холодную ложку над носиком (в стороне от струи, осторожно).
3. На ложке появятся капельки воды — пар, коснувшись холодной ложки, конденсируется.
4. Почему: пар — это газообразная вода; остывая, он возвращается в жидкость.
5. Вывод: «выстрелив» из пушки, пар просто становится водой — поэтому котлу всё время нужна новая заливка.

Цель: Рассмотреть сам процесс парообразования и температуру кипения.

Материалы: Прозрачная кастрюля, вода, плита (только со взрослыми), термометр (по желанию).

Пошагово:

1. Налейте воду в прозрачную кастрюлю и поставьте на огонь.
2. Наблюдайте: сначала со дна идут мелкие пузырьки воздуха, затем — крупные.
3. При 100°C вода кипит: пузырьки пара рождаются на дне, поднимаются и лопаются у поверхности.
4. Заметьте: на сильном огне вода не становится горячее 100°C — лишнее тепло уходит в пар.
5. Вывод: паровой котёл не может перегреться выше 100°C без давления — а с давлением вода кипит при более высокой температуре, и пар сильнее.