कैसे एक कैन (Can) को एयर प्रेशर (Air Pressure) से क्रश (Crush) करें

आप एक सोडा कैन को सिर्फ एक गरमाई के स्रोत और एक कटोरा पानी से कुचल या क्रश कर सकते हैं। यह हवा के दबाव या एयर प्रेशर (air pressure) और वैक्यूम (vacuum) के सरल वैज्ञानिक सिद्धांतों का प्रदर्शन करता है। इस परीक्षण को शिक्षक और बड़ी उम्र के विद्यार्थी किसी के निरीक्षण में कर सकते हैं।

विधि 1

विधि 1 का 3:

एक सोडा कैन को क्रश करें

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एक सोडा कैन को हलके से धोएं और उसके अंदर करीब 15-30 ml (1-2 बड़ा चम्मच) पानी रहने दें। आपके पास नापने के लिए चम्मच न हो तो सिर्फ इतना पानी छोड़ें जिससे कैन के नीचे का हिस्सा ढक जाये। ^{[१]Xरिसर्च सोर्स}
एक कटोरे में ठंडा पानी और बर्फ डालें या फ्रिज का बहुत ठंडा पानी निकालें। कटोरा कैन के बराबर गहरा हो तो अच्छा है, पर यह ज़रूरी नहीं है। आप एक पारदर्शी कटोरा ले सकते हैं उसमें कैन क्रश होते हुए दिखाई देगा।
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स्प्लैश प्रूफ गॉगल्स (splash-proof goggles) और सँड़सी (tongs) लें: आप इस एक्सपेरिमेंट में सोडा कैन को गर्म करेंगे ताकि उसके अंदर का पानी उबलने लगे, फिर जल्दी से उसकी जगह बदलेंगे। इसलिए उसके आस पास के सब लोगों को स्प्लैश प्रूफ गॉगल्स पहनने चाहिए जिससे उनकी आँखों में गर्म पानी के छींटे न जाएँ। उसके बाद आप गर्म कैन को बर्फ के पानी में उल्टा करेंगे। ये करने के लिए आप एक सँड़सी इस्तेमाल करें ताकि आपके हाथ न जलें। पहले कैन को सँड़सी के साथ मज़बूती से पकड़ने का अभ्यास करें।
- बड़ों के निरीक्षण में ही आगे काम करें।
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कैन को स्टोव पर गर्म करें: सोडा कैन को स्टोव के बर्नर पर सीधा रखें और आँच को धीमा करें। करीब 30 सेकंड्स के लिए पानी को उबलकर बुलबुले और जलवाष्प बनाने दें। ^{[२]Xरिसर्च सोर्स}
- मान लीजिये आपको कोई अजीब, या धातु की गंध आती है तो सीधे अगले भाग पर चले जाएँ। हो सकता है की पानी सीधे उबल गया हो, या गरमाई बहुत तेज़ हो, जिससे कैन पर स्याही या एल्युमीनियम (aluminium) पिघल गया हो।^{[३]Xरिसर्च सोर्स}
- यदि आपके स्टोव का बर्नर सोडा कैन को नहीं संभाल सकता है तो आप एक हॉट प्लेट (hot plate) इस्तेमाल करें, या एक तापसह सँड़सी से सोडा कैन को स्टोव पर पकड़ें।
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गर्म कैन को एक सँड़सी से पकड़कर ठंडे पानी पर उल्टा रखें: अपनी हथेली को ऊपर की ओर रखकर सँड़सी पकड़ें। कैन को सँड़सी से उठायें और जल्दी से ठंडे पानी के कटोरे में उल्टा करके डालें।
- जब कैन तेज़ी से क्रश होगा तो जोर से आवाज़ होगी !

विधि 2

विधि 2 का 3:

यह कैसे काम करता है

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समुद्र तल पर आपके और प्रत्येक चीज़ के चारोंओर हवा 101 kPa (14.7 पॉन्ड्स पर स्कुएर इंच) का दबाव डालती है। ^{[४]Xरिसर्च सोर्स}सामान्य रूप से इतना दबाव एक कैन को ही नहीं एक व्यक्ति को भी क्रश करने के लिए पर्याप्त है ! पर ऐसा नहीं होता है क्योंकि सोडा कैन के अंदर की हवा (शरीर के अंदर का पदार्थ) बाहर की ओर उतना ही दबाव डाल रही है। हवा सब ओर से बराबर से धक्का देती है इसलिए उसका असर रद्द हो जाता है।
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समझने की कोशिश करें कि पानी के कैन को गर्म करने से क्या होता है: जब कैन में पानी उबलता है आपको छोटी छोटी बूंदों या वाष्प के रूप में पानी निकलता हुआ दिखाई देता है। इन बढ़ती हुई बूंदों और वाष्प को जगह देने के लिए कैन के अंदर की थोड़ी हवा बाहर ढकेल दी जाती है।^{[५]Xरिसर्च सोर्स}
- कैन के अंदर की हवा थोड़ी कम हो जाती है पर कैन अभी क्रश नहीं होता है। क्योंकि अब जलवाष्प ने हवा की जगह ले ली है और अंदर से धक्का दे रहा है। #*आम तौर पर एक द्रव या गैस को जतना गर्म करेंगे वह उतना फैल जाएगी। मान लीजिये वह एक बंद कंटेनर में हो तो फैलने की जगह वह ज्यादा दबाव डालेगी।^{[६]Xरिसर्च सोर्स}
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समझें की कैन कैसे क्रश होता है: जब आप कैन को उल्टा करके बर्फ के पानी में डालते हैं तो स्तिथि में दो बदलाव आते हैं। पहली बात, अब कैन का खुला हुआ हिस्सा पानी से बंद है इसलिए उसमें हवा नहीं आ सकती है। दूसरी बात, कैन के अंदर का जलवाष्प तेज़ी से ठंडा होकर फिर से, पहले की तरह, थोड़ा सा पानी बन जाता है। अब एकदम से कैन के अंदर कुछ भी नहीं होता है, हवा भी नहीं ! इसलिए बाहर की हवा जो अभी तक कैन को धक्का दे रही थी, को रोकने के लिए अंदर कुछ नहीं होता है और वह कैन को अंदर की ओर क्रश कर देती है।
- जिस जगह (space) में कुछ नहीं होता है उसे वैक्यूम कहते हैं।
एक्सपेरिमेंट के एक और असर को पता करने के लिए कैन को अच्छी तरह देखें: कैन के अंदर वैक्यूम या खाली जगह की वजह से कैन क्रश होता है। उसके आलावा वैक्यूम का एक और असर होता है। कैन को धीरे से पानी में उतारते समय और फिर बाहर निकालते समय ध्यान से देखें। आप देखेंगे कि थोड़ा पानी कैन के अंदर खिंचता है फिर बाहर बह जाता है। क्योंकि पानी का दाब कैन के खुले हुए हिस्से पर धक्का देता है, पर एल्युमीनियम के क्रश होने से पहले सिर्फ ज़रा सा कैन को भरता है।

विधि 3

विधि 3 का 3:

विद्यार्थियों को एक्सपेरिमेंट से सीखने में मदद करें

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विद्यार्थियों से पूछें कि कैन क्यों क्रश हो गया: पता करें कि कैन क्रश होने के बारे में विद्यार्थियों के क्या विचार हैं। अभी उनके उत्तरों को सही या गलत न बताएं। सबको स्वीकार करें और उनसे अपने विचारों को समझाने के लिए कहें।
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विद्यार्थियों को इस एक्सपेरिमेंट के रूपान्तर सोचने में मदद करें: विद्यार्थियों को अपने विचारों को परखने के लिए नए एक्सपेरिमेंट्स के बारे में सोचने के लिए कहें। उनसे पूछें कि उनके विचार में, नए एक्सपेरिमेंट्स करने से पहले क्या होगा। मान लीजिये उनको नये एक्सपेरिमेंट्स सोचने में मुश्किल हो तो आप उनकी मदद करें। यहाँ दो चार रूपांतर दिए गये हैं जिनसे आपको सहायता मिल सकती है :
- यदि एक विद्यार्थी के विचार में कैन के अंदर के पानी (जलवाष्प नहीं) की वजह से कैन क्रश हो गया, विद्यार्थियों से एक पूरा कैन पानी से भरवा कर देखें कि वह क्रश होता है या नहीं। ^{[७]Xरिसर्च सोर्स}
- यही एक्सपेरिमेंट एक ज्यादा मज़बूत कंटेनर के साथ करके देखें। भारी पदार्थ को क्रश होने में ज्यादा समय लगेगा, जिससे बर्फ के पानी को उसे भरने का ज्यादा समय मिल जायेगा।
- कैन को बर्फ के पानी में डालने से पहले थोड़ी देर ठंडा करके देखें। इससे कैन में ज्यादा हवा होगी और कैन इतनी जोर से क्रश नहीं होगा।
'यह कैसे काम करता है' भाग में दी गयी जानकारी को इस्तेमाल करके विद्यार्थियों को कैन क्रश होने की वजह बताएं। उनसे पूछें कि क्या उन्होंने भी अपने एक्सपेरिमेंट्स में यही देखा।

सलाह

कैन को पानी में गिराने की जगह, सँड़सी से पकड़कर धीरे से पानी में उतारें।

चेतावनी

बड़े बच्चे (12+ उम्र), यह काम स्वयं कर सकते हैं, पर किसी बड़े व्यक्ति को ज़रूर से देखभाल करनी चाहिए ! एक बार में एक से ज्याद व्यक्तियों को एक्सपेरिमेंट न करने दें, यदि एक से ज्यादा निरीक्षक हों तो दूसरी बात है।
कैन और उसके अंदर का पानी गर्म होंगे। इसलिए कैन को उल्टा करके पानी में डालते समय सब भाग लेने वालों को दूर खड़े होने को कहें, ताकि उनके ऊपर गर्म पानी की छींटे न पड़ें।