Шар Гравезанда, яйцо и чайник: как ученые ТПУ знакомят детей с наукой

Ученые ТПУ в рамках проекта "Университетская суббота" еженедельно проводят занятия для школьников 7-11 классов, помогая им разобраться в основах физики и химии. Как яйцо, консервная банка и шар Гравезанда "рассказали" ребятам о сути некоторых физических явлений – смотрите в фотоленте РИА Томск.

Увлекательные опыты – главная составляющая "Университетских суббот". Изучая "живую" науку ребята учатся понимать, что физика и химия – не просто формулы и задачи, а целый мир, который их окружает.

Как известно, газ, жидкость и твердые тела при нагревании расширяются, это наглядно демонстрирует шар Гравезанда. Прибор, состоящий из кольца и шара, был назван в честь нидерландского ученого, жившего на рубеже XVII – XVIII веков.

После нагревания на специальной плитке стальной шар увеличивается в объеме и перестает проходить в отверстие, в котором ранее помещался.

Исходный размер и способность проходить в отверстие возвращается после охлаждения. Этот опыт знаком, наверное, каждому российскому школьнику.

При помощи так называемого U-образного манометра будущим студентам наглядно продемонстрировали закон сообщающихся сосудов: уровень жидкости в разных коленах одинаковый. Благодаря этой особенности прибор можно использовать в качестве уровня.

В быту наиболее удачным и показательным примером того, как работают сообщающиеся сосуды, является обычный чайник.

Еще один эксперимент: при нагреве одной из сторон биметаллической пластины с помощью спиртовки, пластина начинает менять свою форму и загибаться. Такие биметаллические пластины используются, к примеру, в тепловых реле.

Очень часто в сборниках задач по физике предлагается ответить на вопрос, как изменится сила Архимеда, действующая на корабль, в случае его перехода из пресной реки в соленое море.

Стаканы, наполненные соленой и пресной водой, помогли ребятам понять принцип действия закона Архимеда. Сырое куриное яйцо, помещенное в пресную воду, тонет, в то время как в соленой – всплывает.

Опыт показывает, что сила Архимеда не изменится, но из-за того, что у соленой воды плотность больше, чем у пресной, изменится (уменьшится) глубина погружения корабля. Увиденный "вживую" эксперимент поможет школьникам решать подобные задачи.

Двигатель Стирлинга (на фото – рабочая модель этого устройства) был изобретен в первой половине XIX века шотландским священником, агрегат отличает большой вес и низкий уровень КПД – всего 5-7%.

На какое-то время этот прибор вышел из обихода и начал применяться вновь в конце XIX века. Его уникальность состоит в том, что двигатель работает от любого источника тепла.

Данный аппарат интересен тем, что является ровесником третьего корпуса Политеха. Его установили при строительстве здания, он вращал вентиляторы, которые подавали теплый воздух в аудитории.

Прибор подняли из подвала, покрасили и стали использовать на лекциях в качестве наглядного пособия. Студенты пытались его воссоздать во время летней практики, но мешала большая сила трения. Год назад одному из ребят удалось разработать действующий макет, который сделан он из консервной банки.

Последним опытом был эксперимент, объясняющий уравнение теплового баланса: в емкости смешали разное количество холодной и горячей воды и измерили результирующую температуру.

Следующие "Университетские субботы" в ТПУ пройдут по темам: электростатика, электромагнитный магнетизм, электромагнитные колебания и оптика. Занятия проходят в третьем корпусе университета (проспект Ленина, 43).