Kísérletezéskor a következőkre fontos figyelni:

• A kísérleteknél mindig legyen egy felnőtt jelen!
• A kísérlet az adott kísérlet leírásának figyelmes elolvasásával kezdődjön!
• A kísérletezésre használt asztalon csak a szükséges eszközök maradjanak rajta!
• Az utasításokat nyugodtan, és átgondoltan kell végrehajtani, pontosan követve a leírást!
• A kísérletezés közben nem szabad enni, mert az elvonja a figyelmet!
• Akinek hosszú a haja, az kösse össze!
• A kísérlethez az utána történő tisztítás, takarítás és elpakolás is hozzátartozik!
   

1. A víznek bőre van, avagy tud-e úszni a gémkapocs a vízen?

Szükséges eszközök
1 vízzel teli pohár, néhány gémkapocs, mosogatószer.

Eljárás
Nézzétek meg, milyen a víz felszíne. Ezután helyezzétek óvatosan a gémkapcsokat a víz felszínére. Figyeljétek meg, mi történik.
Most adjatok a vízhez némi mosogatószert és figyeljétek meg, mi lesz.

Megfigyelés
A gémkapcsok úsznak a vízen.

Magyarázat
A víz felülete az a réteg, mely érintkezik a levegővel. A pohár vízben olyan erők hatnak, melyek a víz részecskéit a felszínről a pohár alja felé vonzzák. Ezért tűnik úgy, mintha bőre lenne a víznek. Ezt felületi feszültségnek nevezzük. Ez annak a jelenségnek a magyarázata, hogy a víznél sűrűbb, azaz nehezebb anyagok is fent maradnak a felszínen, és nem süllyednek el. Amikor mosogatószert öntünk a vízhez, megzavarjuk az erőviszonyokat. A felületi feszültség megszűnik, ezért nem öblíthetők le könnyen az edényről a mosogatószer cseppjei.

Háttérinformáció
Egy vasból készült kocka nehezebb, mint egy ugyanakkora alumíniumból készített kocka. Ez azt jelenti, hogy a vas sűrűsége nagyobb, mint az alumíniumé.


2. A folyadékok rétegződése - Mi történik, ha vizet és étolajat öntök egy pohárba?

Szükséges eszközök
1 üvegpohár, étolaj, víz.

Eljárás
Öntsetek a pohárba egyszerre vizet és étolajat. Figyeljétek meg, mi történik. Várjátok meg, míg leáll a folyadékok mozgása.

Megfigyelés
Az étolaj és a víz nem keveredik egymással. Az olaj úszik a víz tetején.

Magyarázat
Az olaj azért nem keveredik a vízzel, mert alkotórészecskéi egymástól teljesen eltérő módon épülnek fel, alapvetően más a két folyadék szerkezete. A víz részecskéi (molekulái) gömbhöz hasonlóak, az olaj részecskéi pedig pálcikaformára emlékeztetnek. Keveredésről csak akkor beszélhetünk, ha a folyadékokat alkotó részecskék formájukban hasonlóak.


3. A víz mozog - Mi történik, ha tintát öntünk a vízen úszó olajra?

Szükséges eszközök
1 pohár, étolaj, víz, tintapatronok.

Eljárás
Öntsetek egyszerre vizet és olajat a pohárba. Várjátok meg, míg leáll a folyadékok mozgása. A patronból csöpögtessetek tintát az olajra. Nézzétek meg, mi történik.

Megfigyelés
Mivel az olaj nem keveredik a vízzel, annak felszínén úszik. A tintacsepp belesüllyed az olajrétegbe és a víz felszínére érve megáll a két réteg határán. Egy darabig cseppformáját megtartva „függ” az olajréteg alján, majd lassan elvegyül a vízrétegben. Ekkor a tinta elveszti cseppformáját.

Magyarázat
Az olaj és a tinta nem keveredik, mert mindkét folyadék szerkezete igen különböző. Mivel a tinta sűrűbb, mint az olaj, ezért elsüllyed benne. A felületi feszültség olyan erős a víz és az olajréteg határán, hogy egy darabig képes megtartani a tintacseppet. Csak egy bizonyos idő elteltével tudja „legyőzni” a tinta a felületi feszültséget és lesüllyedni a pohár aljára. A tinta sűrűbb a víznél, ezért kerül a víz aljára. Itt lassanként eloszlik, mivel részecskéinek szerkezete hasonló a vízéhez.
A felületi feszültségről már szó volt az első kísérletben. A tinta keveredését a vízzel diffúziónak nevezzük. A jelenség azon az elven alapszik, hogy a folyadékok részecskéi állandóan mozognak és lökdösik egymást. A mozgás sebessége függ a folyadék hőmérsékletétől. A melegvíz részecskéi gyorsabban mozognak, a tinta is gyorsabban elkeveredik benne. Próbáljátok csak ki!


4. A szuperhideg víz - Lehet-e hidegebb a víz 0 Celsius foknál anélkül, hogy megfagyna?

Szükséges eszközök
1 pohár, 1 evőkanál, hőmérő, jégkockák, só.

Eljárás
Tegyetek jégkockákat a pohárba, öntsetek rá egy kis vizet, majd állítsátok bele a hőmérőt. Hány fokot mutat?
Ezután szórjátok meg bőven sóval a jégkockákat, majd kavarjátok meg a kanállal az egészet. Most mennyit mutat a hőmérő?

Megfigyelés
Amikor csak jégkocka és víz van a pohárban, a hőmérő 0 fok körüli hőmérsékletet mutat. A só hozzáadásával gyorsabban kezd olvadni a jégkocka, miközben süllyed a víz hőmérséklete.

Magyarázat
Amikor a vízhez más halmazállapotú anyagot adunk, ami oldódik benne, akkor csökken az olvadáspont, ezért kezd olvadni a jég a sós vízben. Mivel a jég olvadása energiát von el a környezetből, jelentősen lehűti a vizet, akár -10 fok alá is. Ezen az elven bátran előállíthatunk jóval a fagypont alá eső hőmérsékletű folyadékot a sóval, anélkül, hogy megfagyna a víz.

Gyakorlati alkalmazás
Hóeséskor, amikor a hőmérséklet jóval 0 fok alá esik, sószóró gépkocsik járják az utakat, hogy megolvasszák az úttestre fagyott jeget. Amíg -15 fok alá nem esik a hőmérséklet, nem fog megfagyni a víz.
Olvadáspont az a hőmérséklet, ahol egy szilárd anyag cseppfolyóssá válik.

Indexkép: jbauer-fotographie / Pixabay

Kapcsolódó cikkeink:

• Levegő
• Tűz
• Föld