Czy naczynia, które wydają się nam puste, są w rzeczywistości wypełnione powietrzem? Wykonano poniższe doświadczenia, które pomogą Ci znaleźć odpowiedź na to pytanie.

Sformułowano odpowiednie obserwacje i wnioski.

Problem badawczy:

Czy w szklance i strzykawce, które są pozornie puste, znajduje się powietrze?

Hipoteza:

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie ją zweryfikuj.

W „pustej” szklance i w „pustej” strzykawce jest powietrze.

W „pustej” szklance i w „pustej” strzykawce nie ma powietrza.

Co będzie potrzebne:

$\text{I.}$

• strzykawka.

$\text{II.}$

• szklanka;

• miska;

• woda;

• papier.

Przebieg doświadczenia:

$\text{I}.$ Do ręki wzięto pozbawioną igły strzykawkę i odciągnięto tłoczek do końca. Zatkano palcem wylot strzykawki i naciśnięto tłoczek. Zanotowano obserwację.

$\text{II}.$ Do miski wlano wodę. Kartkę pognieciono i umieszczono w szklance. Spróbowano umieścić szklankę w misce z wodą. W tym celu szybkim ruchem odwrócono szklankę do góry dnem i, starając się, aby kartka z niej nie wypadła, włożono do miski. Zaobserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

$\text{I}.$ Tłoczek stawia opór i nie da się go wcisnąć do końca. W momencie, gdy przestajemy naciskać na tłoczek, siła oddziałująca na palec ustaje, a tłoczek częściowo wraca do początkowego położenia.

$\text{II}.$ Kartka znajdująca się wewnątrz szklanki nie uległa całkowitemu zamoczeniu.

Wnioski:

$\text{I}.$ Wewnątrz strzykawki znajduje się bezbarwny, niewidoczny gaz, który podczas próby przesunięcia tłoczka wywiera nacisk na palec.

$\text{II}.$ Szklanka jest wypełniona powietrzem, dzięki czemu kartka wewnątrz niej nie uległa całkowitemu zamoczeniu. Szkło stanowi barierę fizyczną oddzielającą zawarte w niej powietrze od wody otaczającej szklankę, dlatego dopóki nie oderwiemy szklanki od dna, kartka pozostanie sucha.

Czy powietrze jest mieszaniną gazów, w której część ze składników umożliwia proces spalania? Aby się o tym przekonać, wykonano eksperyment.

Problem badawczy: Czy powietrze jest mieszaniną gazów, w której część ze składników umożliwia proces spalania?

Hipoteza: Powietrze jest mieszaniną gazów, a część z jej składników podtrzymuje proces spalania.

Co było potrzebne:

• krystalizator;

• świeczka;

• cylinder miarowy;

• woda;

• barwnik.

Instrukcja:

Do krystalizatora wlano wodę. Na powierzchni wody umieszczono zapaloną świeczkę typu podgrzewacz. Przykryto świecę cylindrem miarowym. Zaobserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Świeczka płonie, a poziom wody w cylindrze się podnosi. Po pewnym czasie świeczka gaśnie.

Wnioski:

Powietrze jest mieszaniną gazów, której część składników jest odpowiedzialna za podtrzymanie procesu spalania.

Podsumowanie:

Świeczka, paląc się w ograniczonej przestrzeni, zużywa tylko część gazu znajdującego się w cylindrze, a w jego miejsce zasysana jest woda. Składnikiem powietrza, który podtrzymuje proces spalania, jest tlen. Gaz ten zajmuje około $21\mathrm{\%}$ objętościowych powietrza, co także udało się potwierdzić tym eksperymentem. Świeczka płonie, a poziom wody w cylindrze podnosi się. Gdy wypełni ona cylinder do około $\frac{1}{5}$ ($20\mathrm{\%}$) jego objętości, świeczka gaśnie.

Dla zainteresowanych

Sumaryczna objętość gazu w cylindrze się nie zmieniła. Podczas procesu spalania dochodzi do przekształcenia gazowego tlenu w tlenek węgla$\left(\text{IV}\right)$ (dwutlenek węgla), który rozpuszcza się w wodzie dużo lepiej niż tlen. ${\mathrm{CO}}_2$ (powstały w takiej samej objętości, w jakiej wcześniej występował ${\mathrm{O}}_2$) rozpuszcza się w wodzie, dzięki czemu możemy zaobserwować zmianę poziomu cieczy (objętości wody) w cylindrze.

Jaki kształt przyjmuje powietrze? Aby poznać odpowiedź na to pytanie, przeanalizuj poniższe doświadczenie.

Problem badawczy:

Jaki kształt przyjmuje powietrze?

Hipoteza:

Powietrze przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje.

Co będzie potrzebne:

• szklanka;

• balon;

• pompka;

• skrawki papieru;

• strzykawka.

Instrukcja:

$\text{I.}$ Na dno szklanki włożono pusty balon i rozpoczęto pompowanie go powietrzem. Zaobserwowano zachodzące zmiany.

$\text{II.}$ Nadmuchano balon powietrzem. Na stole umieszczono skrawki papieru. Wypuszczono na nie powietrze z balonika. Zaobserwowano zachodzące zmiany.

$\text{III.}$ Odciągnięto tłoczek strzykawki. Zatkano otwór strzykawki palcem i naciśnięto na tłok. Zaobserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

$\text{I.}$ Powietrze wypełniło balonik, a on dopasował się do kształtu szklanki.

$\text{II.}$ Wypuszczenie powietrza z balonu wywołuje podmuch, który unosi ze sobą skrawki papieru.

$\text{III.}$ W łatwy sposób można zmniejszyć objętość, którą gaz zajmuje w strzykawce. Od pewnego momentu czuć wyraźny nacisk na palec.

Wnioski:

$\text{I.}$ Powietrze i inne gazy przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują.

$\text{II.}$ Powietrze w balonie jest ściśnięte, czyli sprężone. Po wypuszczeniu powietrza z balonu gaz rozpręża się, a wywołany tym zjawiskiem podmuch unosi ze sobą skrawki papieru.

$\text{III.}$ Powietrze jest rozprężliwe – łatwo można zmniejszyć jego objętość, co wiąże się ze wzrostem ciśnienia w układzie.

Czy powietrze jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego? Przeanalizuj poniższe doświadczenie, które pomoże Ci poznać odpowiedź na to pytanie.

Problem badawczy:

Czy powietrze przewodzi prąd elektryczny?

Hipoteza:

Powietrze nie przewodzi prądu elektrycznego.

Co było potrzebne:

• bateria;

• dioda elektroluminescencyjna (LED);

• przewody elektryczne.

Instrukcja:

Z przedmiotów niezbędnych do wykonania doświadczenia skonstruowano obwód elektryczny. Jeden z przewodów elektrycznych został zaczepiony o baterię oraz diodę (LED). Końce zestawu z baterią i diodą (LED) pozostawiono niezłączone. Zaobserwowano, co się dzieje z diodą (LED).

Obserwacje:

LED się nie świeci, czyli w obwodzie elektrycznym nie płynie prąd.

Wnioski:

Powietrze nie przewodzi prądu elektrycznego.