dnes se chystám sdílet úžasný vědecký koncept „povrchové napětí“ prostřednictvím klasického vědeckého experimentu.
pokud potřebujete vědecký projekt pro svůj vědecký veletrh, pak je zde nejlepší vědecká aktivita, kterou si můžete vybrat v daný den.
Jak vyrobit sponky na papír Plovoucí Na vodě
cíl: prozkoumat sílu molekul vody a prozkoumat vědecký koncept „povrchové napětí“.
požadované materiály:
všechny materiály, které se chystáte shromáždit na stole experimentu v této činnosti, jsou snadno dostupné. Zde je seznam jednoduchých dodávek:
1) sponky na papír
2) průhledná skleněná mísa
3) čistá voda
4) hedvábný papír
5) Nová tužka připevněná gumou nebo řemeslnou hůlkou
kompletní krok za krokem Video
Krok 1:
vezměte čistou a průhlednou skleněnou misku na experimentální stůl a naplňte ji čerstvou vodou.
ujistěte se, že naplníte skleněnou misku vodou blíže k horní nebo okrajové části misky. Tak, že během aktivity děláme věci snadno.
také si musíte před experimentem umýt ruce, ale pouze pomocí vody.
nepoužívejte mýdlo, pokud se rozhodnete provádět tuto činnost, protože mýdlo může ovlivnit výsledky výsledku, protože má své vlastní vlastnosti povrchového napětí.
Krok 2:
Chcete-li ukázat svým dětem, proveďte malý krok, jak kancelářská sponka skutečně dělá, když spadne do vody.
takže vezměte kancelářskou sponku a jednoduše ji vložte do skleněné mísy naplněné vodou. A nyní požádejte své dítě, aby zkontrolovalo, zda se potápí nebo vznáší v misce s vodou.
absolutně se kancelářská sponka potápí na dno misky kvůli rozdílům v hustotě.
Krok-3:
vyjměte kancelářskou sponku z misky a proveďte další krok. Poté vezměte hedvábný papír a nakrájejte jej ve tvaru čtverce. Ujistěte se, že velikost řezaného hedvábného papíru je o něco větší než kancelářská spona.
Krok-4:
Nyní jemně vložte čtvercový řezaný hedvábný papír do skleněné mísy s vodou. Budete pozorovat, jak se hedvábný papír začne vznášet a dosáhne vrcholu vody.
v tomto okamžiku položte naši kancelářskou sponku opatrně na hedvábný papír. To je trochu složitý krok, protože uvnitř vody není rovnováha, která by držela věci na správném místě.
doufám, že vám to pomůže umístit experimentální klip na správné místo na hedvábný papír a nedotýká se vodní hladiny.
Step-5:
je čas hrabat hedvábný papír a to je oblíbený krok pro děti.
Hahaha! Vezměte tužku s gumou na druhé straně. Použijte gumovou stranu k hrabání hedvábného papíru.
ale ujistěte se, že se nedotýkáte kancelářské sponky na hedvábném papíru, zatímco ji strkáte tužkou. Musíte strčit hedvábný papír, dokud nedosáhne dna.
zde je další trik. Rozšiřte sponku na papír a vytvořte takový držák.
nyní opatrně položte kancelářskou sponku na držák a pomalu ji ponořte do vody. Viola.. vaše sponka teď bude plavat.
nechal jsem své děti, aby na hladině vody vznášely co nejvíce sponek na papír.
dokonce jsme se bavili foukáním vzduchu slámou, aby se sponky pohybovaly kruhovým pohybem, zatímco se vznášely na vodě.
co tady pozorujete? Budete pozorovat dřezy hedvábného papíru, ale ne sponku na papír. Sponka na papír zůstává na hladině plovoucí vody. Vypadá to magicky, ale není to magie, je to vlastně věda. Naučme se vědu za tímto super klasickým experimentem.
věda zapojená do plovoucí kancelářské sponky vědecký Experiment
proč sponky klesají ke dnu ve vodě? Obecně jsou kancelářské sponky z kovového materiálu a při vložení do vody obvykle klesají ke dnu.
protože kovové materiály jsou obvykle těžké a mají vyšší hustotu ve srovnání s vodou. To je důvod, proč kancelářské sponky obvykle klesají na dno ve vodě.
můžeme však sponky na papír vznášet na povrchu vody pomocí jednoduchého vědeckého triku.
vědecký experiment plovoucí kancelářské sponky je o „povrchovém napětí“. Povrchové napětí je soudržná povaha tekutého povrchového filmu v důsledku přitažlivosti mezi molekulami, která má tendenci k minimální možné povrchové ploše.
v této činnosti plovoucí kancelářské sponky molekuly vody pevně drží a zůstávají spolu kvůli povrchovému napětí.
a vytváříme „kůži“ na vodní hladině, která drží molekuly vody pevně a pozastavuje kancelářskou sponku, aby vypadala jako plovoucí.
dokud molekuly vody nezůstanou pohromadě a pevně drží, mohou podporovat sponku na papír, aby se vznášely na vodní hladině.
takže vytváříme ideální a správné podmínky pro podporu sponky na papír, aby se vznášela pomocí hedvábného papíru.
pomocí hedvábného papíru zavěšujeme kancelářskou sponku na povrchové napětí vody a pomalu odstraňujeme tkáň pod ní.
ve skutečnosti kancelářská sponka neplave, ale drží se soudržnými silami povrchového napětí a vypadá jako plovoucí.
stejnou vědu používá drobný hmyz k procházce po vodní hladině jezer.
Extension Experiment
zde je další úžasný experiment, který dokazuje povrchové napětí vzdělávacím způsobem. Jedná se o rozšíření aktivity na plovoucí papírovou sponku vědecký experiment.
nastavte experimentální stůl s miskou s vodou. Opakujte stejné kroky výše uvedené činnosti a vytvořte sponku na papír.
nyní ponořte prst do malého množství mýdla a položte jej na hladinu vody. Všimnete si, že plovoucí sponka klesne na dno, což znamená, že sponka klesá na dno mísy.
protože mýdlová kapalina se šíří nebo tlačí pryč povrch nebo kůži vodní hladiny na její strany, jakmile mýdlo přijde do styku s vodou.
mýdlová kapalina má tenkou vrstvu povrchového napětí, která je méně hustá než povrchové napětí vody.
to je důvod, proč vrstva mýdla již nedrží sponku na papír a způsobuje, že se potopí.
pokud chcete experiment ještě posunout, můžete zkusit stejný experiment pomocí jiných ocelových předmětů místo sponek na papír.
také můžete nahradit vodu různými druhy džusů, mléka atd. a zkontrolujte, zda jsou výsledky stejné.
můžete vyzkoušet tyto zajímavé a související vědecké experimenty s vodou a povrchovým napětím:
Naučte se vytvářet čtvercovou bublinu
DIY Soap poháněné lodě
Walking Water Experiment
Swirling Magic Milk Experiment
plovoucí kresby na vodě
chemický vzorec povrchového napětí a vody
povrchové napětí je povaha kapalných molekul, které se přitahují díky kohezním silám a zůstat pevně a má tendenci k minimální ploše možné. Chemický vzorec povrchového napětí je:
r = 1/2 . F / L
r je povrchové napětí
F představuje sílu
L představuje délku
voda je hlavní složkou zemské atmosféry s chemickým vzorcem, H2O. v chemickém vzorci, H představuje atomy vodíku a 2 říká atomy vodíku ve dvou číslech. Zatímco O představuje jeden atom kyslíku. Atomy vodíku jsou kladně nabité a atom kyslíku je záporně nabitý. To znamená, že molekula vody je složkou dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. Voda je bezbarvá, bez chuti, bez zápachu a nenabízí žádné kalorie.
molekula vody je stabilní, když se dva kladně nabité atomy vodíku spojí s jedním záporně nabitým atomem. Tam je malý rozdíl v nábojích při lepení, který je známý jako dipól. Vazba mezi dvěma molekulami vody se označuje jako vodíková vazba. Molekuly vody na povrchu vody v misce se navzájem přitahují díky kohezním silám a vytvářejí povrchové napětí na ní. Toto povrchové napětí je důvodem, proč držet kancelářskou sponku na vodě.
když namočíte mýdlovou tekutinu do vody, povrchové napětí se zlomí, protože tenká vrstva mýdlové kapaliny snižuje povrchové napětí vody kvůli existenci nepolárních a dipólových těles. Proto je pro sponky na papír obtížné plavat a klesat ke dnu.
otázky k diskusi během experimentu
kladení otázek během experimentu pomáhá dětem zlepšit jejich schopnosti kritického myšlení a povzbuzuje je, aby dělali zázraky ve vědě. Zde je několik otázek k diskusi o experimentu:
1) Proč sponka plave na vodě, ale ne na jiných kapalinách?
2) Existují nějaké jiné kapaliny, které drží sponku na papír, aby se vznášely?
3) Co si myslíte, že tvar kancelářské sponky ovlivňuje plovoucí schopnost?
4) Kolik sponek na papír může držet povrchové napětí vody?
5) je možné zvýšit povrchové napětí vody přirozeně?
6) Jaké jsou další kapaliny, které vykazují silnější povrchové napětí a dobré v plovoucích věcech?
FAQ je
Ano, absolutně můžete vznášet kancelářskou sponku na vodě. Kancelářské sponky jsou z ocelového materiálu, který se vzpírá plovoucím fyzikálním zákonům. Ale překvapivě můžeme vznášet ocelové sponky na vodě pomocí povrchového napětí vytvořeného na horní ploše vody. Vyšší povrchové napětí molekul vody drží sponky na papír plavat na vodě.
kancelářské sponky jsou přirozeně těžké a klesají v nádobě na vodu, protože vykazují větší hustotu než voda. Ale když opatrně zavěsíte kancelářskou sponku na vodní hladinu, úžasně plave. Je to kvůli povrchovému napětí vytvořenému v důsledku kohezních sil mezi molekulami vody. Najdete mnoho triků, díky nimž se kancelářská sponka vznáší na vodní hladině v kontejneru.
když upustíte kancelářskou sponku do vody, klesne na dno nádoby. Ale když sponku na papír záludně upustíte, na vodní hladinu se vznáší. Protože molekuly vody zůstávají pevně pohromadě přitahováním dalších molekul vody a vytvářejí silné povrchové napětí v důsledku kohezních sil. Toto povrchové napětí udržuje sponku plovoucí na vodní hladině.
alkohol je nepolární kapalné těleso, které má ve srovnání s vodou velmi menší povrchové napětí. Protože alkohol je nepolární, netvoří vodíkové vazby. Bez vodíkových vazeb neexistují žádné soudržné síly a žádné povrchové napětí, které by sponky na papír ponořily do vody! Proto je velmi nemožné, aby se kancelářská sponka vznášela na alkoholu.
když do vody, na které se vznáší sponka na papír, přidáte nějaký prací prostředek, povrchové napětí vody se naruší. Díky tenké vrstvě mýdlové kapaliny pracího prostředku dochází k přerušení povrchového napětí vody. Když je povrchové napětí narušeno, molekuly vody uvolní dostatečnou sílu, aby udržely molekuly vody pohromadě. A vodní plocha ztrácí povrchové napětí kvůli nedostatečné přitažlivosti mezi molekulami vody. Nakonec způsobí, že plovoucí kancelářská sponka klesne na dno mísy plné vody.
výběr zubů se vznáší na vodní hladině, protože přirozeně přicházejí s rovným povrchem a jsou vyrobeny ze dřeva. Ploché povrchy neklesají do vody, místo toho se přirozeně vznášejí na vodní hladině. Vzhledem k jejich nízké hmotnosti a povrchovému napětí vody se zuby úžasně vznášejí na vodě.
sponky na papír se vznášejí na povrchu vody kvůli povrchovému napětí. Povrchové napětí je tendence kapalných molekul přitahovat se navzájem díky kohezním silám. Ve vědeckém experimentu s plovoucí sponkou na papír se molekuly vody na povrchu navzájem přitahují a zůstávají těsné díky kohezní síle. Vytváří tak silné povrchové napětí na horní vrstvě vody v misce. Když stisknete sponku na papír, díky silné síle se povrchové napětí zlomí a potopí plovák na sponku na papír.
sponka na papír je přirozeně Kovový materiál, tj. ocel a zůstává oddělena od ostatních sponek na papír, když je umístěna společně v kontejneru. Stávají se však magnetizovanými, když používáme silné magnety, aby se sponky na papír vznášely. Je to proto, že ocel se snadno přitahuje k magnetům a stává se mírně magnetickou, ale ztrácí svůj magnetismus brzy poté, co magnet odstraníte.
Ano, absolutně můžeme zvýšit povrchové napětí vody pomocí soli. Sůl je magická kuchyňská přísada, která překvapivě zvyšuje povrchové napětí vody. Vše, co musíte udělat, je jen přidat malé množství soli do sladké vody odebrané v kontejneru. To je ono! Povrchové napětí vody se úžasně zvyšuje. Můžete to pozorovat provedením některých experimentů s povrchovým napětím, jako je plovoucí kancelářská sponka, magnetová sponka atd.
voda je anorganická sloučenina bez zápachu, chuti a kalorií, která má silné povrchové napětí, tj. 72,8 millinewtonů (mN) na metr při 20 °C. existují i jiné kapaliny, které vykazují nejsilnější povrchové napětí, jako je rtuť. Zatímco alkohol a benzen vykazují menší povrchové napětí ve srovnání s vodou a rtutí.
vše závisí na povrchovém napětí. Můžete opatrně přidávat kancelářské sponky na vodní hladinu, dokud povrchové napětí vody v nádobě nedrží. Ujistěte se, že upouštíte kancelářskou sponku jeden po druhém opatrně na povrchové napětí vody. Když upustíte kancelářské sponky jeden po druhém, začnou se navzájem lepit kvůli silám působícím uvnitř povrchu kapaliny.
díky vyššímu povrchovému napětí na vodě je kancelářská sponka schopna vznášet se, když je umístěna na kvízu. Molekuly vody zůstávají pevně pohromadě a zůstávají těsně tvořící kůži vodní hladiny díky kohezním silám uvnitř. Tato kůže vodní hladiny není nic jiného než povrchové napětí, díky kterému se sponky vznášejí na povrchu vody.
plovoucí kancelářské sponky s magnety jsou zajímavou a vzrušující vědeckou aktivitou využívající každodenní potřeby v domácnosti. Zde jsou pokyny:
1) vezměte 5-6 palcový dlouhý závit a připevněte jej k jednomu konci kancelářské sponky
2) Nyní přilepte druhý volný konec závitu k nehybnému objektu v domácnosti, jako jsou stoly, stoly atd. Ať už používáte cokoli, musíte provést experiment pouze v blízkosti tohoto objektu.
3) Umístěte magnet těsně nad kancelářskou sponku a ujistěte se, že se magnet nedotýká kancelářské sponky. Stačí ji přiblížit ke sponce na papír.
4) vzhledem k tomu, že kancelářská sponka je kovová, přitáhne se k magnetu a začne se pohybovat směrem k magnetu, který vypadá, že sponka je plovoucí.
protože lidské tělo je mnohem silnější a má velkou gravitační sílu, není možné, aby chodili po vodní hladině. Z těchto dvou důvodů lidé překonávají povrchové napětí vody. Zatímco malý drobný hmyz chodí po povrchové vrstvě jezerní vody kvůli povrchovému napětí molekul vody na jezeře. Protože hmyz má malou velikost a nízkou hmotnost, nemůže překonat silné povrchové napětí vody. Proto je pro drobný hmyz snadné chodit po vodě.
nejhustší kapalinou v zemské atmosféře je rtuť nebo rychlé stříbro. Rtuť je nejznámější kapalina od 3500 let a zůstává stabilní při STP, tj. Kromě toho rtuť prokazuje vyšší povrchové napětí než voda a je známá jako druhá kapalina s nejvyšším povrchovým napětím po vodě.
čas vyžaduje: vyžaduje pouze 3-5 minut volného času. Protože se jedná o jednoduchou a rychlou aktivitu, můžete ji dokonce provést i ve svém rušném dni během hrací doby.
věková skupina: děti všech věkových skupin jsou ideální pro zkoumání této jednoduché vědecké činnosti. Zejména starší děti se učí vědecké koncepty jednoduchým a vzdělávacím způsobem a zároveň mají spoustu zábavy. Mateřské, základní a předškolní děti mohou tuto činnost vykonávat také ve svém volném čase a dozvědět se o molekulách vody.
bezpečnostní opatření: tato činnost je zcela bezpečná, protože nepoužíváme jediný toxický materiál nebo látky. Jediné, co musíme zvážit, jsou kancelářské sponky. Vzhledem k tomu, že kancelářské sponky jsou malé, existuje šance, že je mladší děti udrží uvnitř úst. Dohled dospělých je tedy povinný při provádění této činnosti s batolaty a mateřskou školou. Při provádění činnosti je vždy vhodné nosit ochranné brýle a rukavice.