Домашний кружок: Огонь в бутылке

Сергей Пархоменко – психолог-консультант, бизнес-тренер и отец мальчика Никиты. «Хочешь, чтобы что-то было сделано хорошо, сделай это сам!» — решил он и организовал для своего сына-дошкольника и нескольких его друзей небольшой домашний кружок. Математика, логика, физика, а заодно и развитие речи, моторики, немного рисования… Описания своих занятии и свой взгляд, каким должно быть обучение детей, он публикует в Живом журнале. Мы предлагаем отдельные фрагменты дневника «Домашнего кружка им. Пархоменко».
 

Залезть в бутылку

Этот классический эксперимент я несколько лет планировал и все не мог собраться провести по причинам психологического плана. Не то чтобы я в детстве голодал, но в все-таки тогда к еде воспитывалось весьма бережное отношение, и вот так вот изводить продукты – пусть даже в научных целях – у меня долго рука не поднималась.

Итак, для эксперимента нужны:
— сваренные вкрутую яйца;
— стеклянная бутылка с горлышком, куда яйцо не прлезет;
— спички.

Лучше, чтобы дети максимум делали сами, так что сначала им надо почистить яйца.

Затем необходимо распределить роли между участниками эксперимента, чтобы осуществить следующие действия:

1. По команде «Поджигай!» зажечь спичку и поджечь бумажку.
2. По команде «Кидай!» бросить горящую бумажку в бутылку.
3. По команде «Яйцо!» положить яйцо на горлышко бутылки.

Дети блестяще справляются с этими задачами и получают результат, который может их сильно удивить.

Через пару секунд бумажка в бутылке гаснет, а яйцо со звонким чпокающим звуком в один момент втягивается в бутылку. Оно должно войти в бутылку целиком, но если края горлышка слишком острые, то они могут срезать часть белка. Чтобы этого не произошло, можно смазать горлышко технической силиконовой смазкой.

Спросил у детей о причинах произошедшего. Первыми у них возникли мысли про то, что от нагревания и охлаждения у яйца или бутылки могли измениться размеры. Я пояснил, что температурная деформация была незначительной, и предложил потрогать бутылку и остатки яйца, которые нисколько не успели нагреться.

Тогда они предположили, что как-то подействовал дым. Решили повторить опыт еще раз. Бумажку на этот раз использовали поменьше, чтобы процесс происходил медленнее и можно было его рассмотреть.

Повторили опыт еще три раза. Обсудили гипотезы. В итоге дети нашли истинную причину происходящего.

Для того чтобы разобраться, проведем еще один эксперимент.

Сухое из воды

В тарелку наливается немного воды (чтобы ее было лучше видно, ее можно предварительно подкрасить), в центр ставится и поджигается свеча. В воду кладем монету и предлагаем желающим достать моменту, не замочив пальцев.

У ребят не получается.

Тогда накрываем свечу стаканом или банкой – свеча скоро гаснет, а вода всасывается под стакан, и тогда монету можно спокойно взять.

После демонстрации эксперимента каждый ребенок сам повторил эксперимент раз, наверное, по десять.

Мы обратили внимание, что больше всего воды засасывается в большую емкость. Дети предположили, что свеча сжигает под стаканом воздух, его становится меньше, и атмосферное давление выдавливает туда воду.

Тут стоит пояснить детям, что кислород, действительно, сжигается, но не исчезает бесследно, а превращается в углекислый и угарный газ. Рисуем схему и рассказываем о двух ключевых эффектах, показанных в эксперименте: воздух, нагретый свечей, при остывании сжимается; давление в стакане понижается – а окружающее атмосферное давление вталкивает воду в стакан.

Чтобы продемонстрировать, что при нагревании практически все вещества расширяются, а при охлаждении – уменьшаются, можно провести несложные эксперименты с воздушным шариком: измерить его окружность, положить в морозилку, достать и измерить окружность еще раз – шарик станет меньше и мягче; залить в шарик немного воды, завязать и положить в микроволновку – вода, превратившись в пар, раздует шарик.

Синим пламенем

А вот чтобы наглядно продемонстрировать, как горит кислород, можно провести следующий эксперимент.

Понадобятся:
— немножко спирта;
— обычная пластиковая бутылка;
— длинная деревянная палочка;
— спички.

ВНИМАНИЕ!
Проводите этот опыт вдали от занавесок и других вещей, которые могут легко воспламениться!
Имейте под рукой то, чем будете тушить, если вдруг что-то пойдёт не так!
Контролируйте и инструктируйте детей!
Предварительно сами всё опробуйте!

Итак, на дно бутылки наливаем небольшое количество спирта.

Немного его взбалтываем.

И подносим горящую палочку… Пары спирта воспламеняются – по бутылке сверху вниз пробегает пламя.

Реакция детей конечно: «Вау!!!» Это и правда очень впечатляет.

А если ещё раз поболтать и попытаться поджечь? Первый раз получается совсем небольшой всполох, а потом уже, как ни болтай, не горит. Почему?

В бутылке нет кислорода, а есть только углекислый газ. Продукты горения не спешат выветриваться – палочка внутри просто гаснет.

Если у вас есть еще бутылки, то можно перелить остатки спирта и дать детям попробовать провести эксперимент самим. Только тут нужен глаз да глаз: кто-то подойдет осторожно, а кто-то с полным восторгом без примеси страха. При таком энтузиазме лучше лишний раз напомнить правилах безопасности.

***
Конечно, для ребят все эти эксперименты вряд ли складываются в целостное концептуальное видение, но пока и не обязательно ставить такую задачу. У детей появляются отрывочные, но подкрепленные практическим опытом представления о некоторых физических эффектах. Постепенно они будут все лучше и лучше понимать и объяснять причины происходящего на их глазах.