Jak zmieniają się substancje, gdy je ogrzewamy i chłodzimy?

Do wykonania doświadczenia potrzebne są:
- szklana, pusta butelka (najlepiej zimna, np. wyjęta z lodówki, zimą wystawiamy ją za okno)
- balonik
- gorąca i zimna woda
- duży pojemnik, do którego zmieści się butelka i woda

Czynności eksperymentatora:
1. Na szyjkę butelki zakładamy balonik.

2. Butelkę z balonikiem umieszczamy w pojemniku z gorąca wodą, czekamy.
3. Obserwujemy zmiany zachodzące w wyglądzie balonika. Powinny one być mniej więcej takie:

4. Wylewamy z pojemnika gorącą wodę (a najlepiej odlewamy do innego naczynia i później używamy np. do podlania kwiatów), a wlewamy wodę bardzo zimną. Czekamy.

5. Jak myślisz - co się zmieni w wyglądzie balonika?

Wyjaśnienie:
Butelka i balonik zawierają powietrze. Jest ono mieszaniną różnych gazów, a gazy te składają się z malutkich cząsteczek (drobin), które stale poruszają się. Pod wpływem ciepła zaś poruszają się coraz szybciej. Jest to ruch w różnych kierunkach, cząsteczki zderzają się ze sobą i ze ściankami balona oraz butelki. Im cieplej, tym ten "bałagan" staje się większy, a do zderzeń dochodzi częściej.  Możemy sobie wyobrazić, że każda cząsteczka rozpycha się łokciami na prawo i lewo, bo potrzebuje do swojego ruchu coraz więcej miejsca. Mówimy, że ciśnienie powietrza (czyli nacisk powietrza na ścianki butelki i balonika) rośnie. Powietrze zwiększa swoją objętość, czyli rozszerza się. Ścianki butelki są twarde i nacisk cząsteczek powietrza nie zmienia ich, ale giętka guma balonika rozciąga się pod wpływem nacisku poruszających się cząsteczek, co obserwujemy, jako nadymanie się balona, chociaż ilość cząsteczek
powietrza w jego wnętrzu jest taka sama, jak wcześniej, gdy był zimny.

Teraz już na pewno Uczeń będzie wiedział, co się stanie, gdy butelkę z napęczniałym balonem włożymy do zimnej wody. :)

Takiemu samemu mechanizmowi rozszerzania się pod wpływem rosnącej temperatury podlegają również ciecze i ciała stałe.
1. Opowiedz, jak zmienia się zawartość rurki termometru zaokiennego w czasie mrozów i odwilży?
2. Jak zmienia się długość linii wysokiego napięcia latem i zimą (spróbuj to narysować)? Dlaczego przy ich instalowaniu monterzy muszą zadbać o to, aby przewody nie były mocno napięte?
3. Dlaczego w czasie budowy linii kolejowej między kolejnymi szynami zostawia się małe szczeliny? Co by się stało, gdyby konstruktorzy zapomnieli o tym?

4. Spójrz na zdjęcie poniżej:

Nie mogłam odkręcić buteleczki z lekarstwem. Do jakiej wody ją włożyłam? Dlaczego?