Today, I am going to share an awesome science concept ’pintajännitys’ through a classic science experiment.
jos tarvitset tiedeprojektia tiedemessupäivääsi varten, niin tässä on paras tiedetoiminta, jonka voit valita päivän suoritukseksi.
miten saada paperiliittimet kellumaan veden päällä
tavoite: tutkia vesimolekyylien vahvuutta ja tutkia tieteen käsitettä ”pintajännitys”.
tarvittavat materiaalit:
kaikki tässä toiminnassa koepöydälle kerättävät materiaalit ovat helposti saatavilla. Tässä on yksinkertainen tarvikeluettelo:
1) paperiliittimet
2) Läpinäkyvä lasikulho
3) puhdas vesi
4) pehmopaperi
5) pyyhekumilla tai Askartelutikulla kiinnitetty Uusi lyijykynä
ohjeet tehdä kelluva paperiliitin Tiede kokeilu
täydellinen askel askeleelta Video
Vaihe 1:
ota kokeilupöydällesi puhdas ja läpinäkyvä lasikulho ja täytä se makealla vedellä.
muista täyttää lasikulho vedellä lähempänä kulhon yläosaa tai reunaa. Sellainen, että saamme asiat sujumaan helposti toiminnan aikana.
myös kädet pitää pestä ennen koetta, mutta vain vedellä.
älä käytä saippuaa, kun päätät tehdä tämän toimenpiteen, koska saippua voi väärentää lopputuloksen, koska sillä on omat pintajännitysominaisuutensa.
Vaihe 2:
näyttäkää lapsillenne vain pieni askel, miten paperiliitin todella toimii veteen pudotettuna.
ota siis klemmari ja tiputa se vedellä täytettyyn lasikulhoon. Pyydä nyt lastasi tarkistamaan, onko se uppoamassa vai kellumassa vesikulhossa.
ehdottomasti paperiliitin vajoaa tiheyserojen vuoksi kulhon pohjalle.
Vaihe 3:
Poista klemmari kulhosta seuraavan vaiheen suorittamiseksi. Ota sitten pehmopaperi ja leikkaa se neliön muotoon. Varmista, että leikatun pehmopaperin koko on hieman suurempi kuin klemmarin.
askel-4:
aseta neliönmuotoinen leikattu pehmopaperi varovasti lasikulhoon vedellä. Huomaat pehmopaperin alkavan kellua ja kurkottavan veden päälle.
aseta tässä vaiheessa klemmari varovasti pehmopaperin päälle. Tämä on hieman hankala askel, koska ei ole tasapainoa veden sisällä pitää asiat oikeassa paikassa.
Toivottavasti tämä auttaa sinua sijoittamaan kokeen leikkeen oikeaan paikkaan pehmopaperille eikä kosketa vedenpintaa.
Step-5:
on aika tökkiä pehmopaperia ja tämä on lasten suosikkiaskel.
Hahaha! Ota kynä pyyhekumilla toisella puolella. Tökkää pehmopaperia pyyhekumipuolella.
mutta varmista, ettet koske pehmopaperin klemmariin samalla kun tökkäät sitä lyijykynällä. Sinun täytyy tökkiä pehmopaperia, kunnes se yltää pohjaan.
tässä on toinen temppu. Laajenna paperiliittimellä tällainen pidike.
aseta nyt varovasti klemmari pidikkeelle ja kasta se hitaasti veteen. Viola.. klemmarisi kelluu nyt.
annan lasteni kellua mahdollisimman monta klemmaria veden pinnalla.
meillä oli jopa hauskaa puhaltaa ilmaa olkien läpi, jotta paperiliittimet liikkuisivat pyörivin liikkein veden päällä kelluessa.
mitä havaitset täällä? Tarkkailet pehmopaperin pesualtaita, mutta et klemmaria. Klemmari jää veden pinnalle kellumaan. Se näyttää taianomaiselta, mutta se ei ole taikuutta, se on itse asiassa tiedettä. Oppikaamme tämän huippuklassisen kokeen takana olevaa tiedettä.
tiede mukana kelluvan klemmarin Tiedekokeessa
miksi paperiliittimet vajoavat pohjaan vedessä? Yleensä klemmarit ovat metallimateriaalista ja uppoavat yleensä pohjaan veteen laitettaessa.
koska metallimateriaalit ovat yleensä painoltaan raskaita ja niiden tiheys on suurempi verrattuna veteen. Siksi paperiliittimet uppoavat yleensä pohjaan vedessä.
klemmarit saa kuitenkin kellumaan veden pinnalla yksinkertaisella tiedetempulla.
kelluvan klemmarin tiedekokeessa on kyse ”pintajännityksestä”. Pintajännitys on nestemäisen pintakalvon koossapitävä luonne, joka johtuu molekyylien välisestä vetovoimasta, joka pyrkii mahdollisimman pieneen pinta-alaan.
tässä kelluvassa paperiliittimessä vesimolekyylit pitävät pintajännityksen vuoksi tiukasti kiinni ja pysyvät yhdessä.
ja luomme veden pinnalle ”ihoa”, joka pitää vesimolekyylejä tiukasti kiinni ja suspendoi paperiliittimen näyttääkseen kelluvalta.
kunnes vesimolekyylit pysyvät koossa ja pitävät tiukasti kiinni, ne voivat tukea paperiliittimiä kellumaan veden pinnalla.
luomme siis ihanteelliset ja oikeat olosuhteet tukeaksemme paperiliittimen kellumaan pehmopaperin avulla.
pehmopaperin avulla ripustamme paperiliittimen veden pintajännitykseen ja poistamme sen alla olevaa kudosta hitaasti.
itse asiassa klemmari ei kellu, mutta se pysyy pintajännityksen koossapitävillä voimilla ja näyttää kelluvalta.
samaa tiedettä käyttävät pikkuruiset hyönteiset kävellessään järvien vedenpinnan yli.
Laajennuskoe
tässä on toinen mahtava koe, joka todistaa pintajännityksen opettavaisesti. Tämä on jatkoa kelluvalle paperiliittimelle.
koepöydälle pystytti kulhollisen vettä. Toista samat vaiheet edellä toimintaa ja tee klemmari kellua.
kasta nyt sormesi pieneen määrään astianpesuainetta ja laita se veden pinnalle. Huomaat kelluvan klemmarin putoavan pohjaan, jolloin klemmari vajoaa kulhon pohjalle.
koska saippuaneste leviää tai työntää vedenpinnan pinnan tai ihon sivuilleen heti, kun saippua joutuu kosketuksiin veden kanssa.
saippuanesteessä on ohut pintajännityskerros, joka ei ole yhtä tiheä kuin veden pintajännitys.
siksi saippuakerros ei enää pidä klemmaria ja saa sen uppoamaan.
jos kokeilua edes haluaa viedä eteenpäin, samaa koetta voi kokeilla paperiliittimien sijaan muilla teräsesineillä.
myös veden voi korvata erilaisilla mehuilla, maidolla jne. ja tarkista, onko lopputulos sama.
voit kokeilla näitä mielenkiintoisia ja niihin liittyviä tieteellisiä kokeita vesi-ja pintajännityksellä:
Opi tekemään Neliökupla
DIY-Saippuakäyttöiset veneet
Kävelyvesikoe
pyörre Taikamaitokoe
kelluvat piirustukset veden päällä
pintajännityksen kemiallinen kaava ja vesi
pintajännitys on nestemolekyylien luonne, joka vetää puoleensa yhtenäisten voimien vuoksi ja pysyy tiiviisti ja pyrkii mahdollisimman pieneen pinta-alaan. Pintajännityksen kemiallinen kaava on:
r = 1/2 . F / L
r on pintajännitys
F edustaa voimaa
l edustaa pituutta
vesi on maan ilmakehän pääainesosa, jonka kemiallinen kaava on H2O. kemiallisessa kaavassa H edustaa vetyatomeja ja 2 sanoo vetyatomeja kahdessa numerossa. O taas edustaa yhtä happiatomia. Vetyatomit ovat positiivisesti varautuneita ja happiatomi negatiivisesti varautuneita. Se tarkoittaa, että vesimolekyyli on kahden vetyatomin ja yhden happiatomin muodostama aine. Vesi on väritöntä, mautonta, hajutonta, eikä siinä ole kaloreita.
vesimolekyyli on stabiili, kun kaksi positiivisesti varautunutta vetyatomia sitoutuu yhteen negatiivisesti varautuneeseen atomiin. On pieni ero maksuja, kun liimaus, joka tunnetaan dipoli. Kahden vesimolekyylin välistä sidosta kutsutaan vetysidokseksi. Kulhon veden pinnalla olevat vesimolekyylit vetävät toisiaan puoleensa koossapitävien voimien vuoksi ja muodostavat pintajännityksen sen päälle. Tämä pintajännitys on syy pitää paperiliittimiä veden päällä.
kastettaessa saippuanestettä veteen pintajännitys katkeaa, koska ohut saippuanestekerros vähentää veden pintajännitystä ei-polaaristen ja dipolittomien kappaleiden olemassaolon vuoksi. Siksi klemmarien on vaikea kellua ja vajota pohjaan.
kokeen aikana käsiteltävät kysymykset
kysymysten esittäminen kokeen aikana auttaa lapsia parantamaan kriittisen ajattelun taitojaan ja rohkaisee heitä tekemään ihmeitä tieteessä. Tässä muutamia kysymyksiä keskustella kokeilusta:
1) Miksi paperiliitin kelluu veden päällä, mutta ei muiden nesteiden?
2) Onko olemassa muita nesteitä, jotka pitävät klemmarin kellumaan?
3) Mitä luulet klemmarin muodon vaikuttavan kellumiskykyyn?
4) montako klemmaria veden pintajännitykseen mahtuu?
5) onko veden pintajännitystä mahdollista lisätä luonnollisesti?
6) Mitkä muut nesteet ovat voimakkaampia pintajännityksiä ja hyviä kellumaan?
UKK: n
Kyllä, ehdottomasti voi kelluttaa paperiliittimen veden päällä. Klemmarit ovat teräsmateriaalia, joka uhmaa kelluvia fysiikan lakeja. Mutta yllättäen voimme kellua teräksisiä paperiliittimiä veden pinnalla pintajännityksen avulla, joka on luotu veden pinta-alaan. Vesimolekyylien suurempi pintajännitys pitää paperiliittimet kellumassa veden päällä.
paperiliittimet ovat luonnollisesti painavia ja uppoavat vesiastiaan, koska niiden tiheys on suurempi kuin veden. Mutta kun ripustat paperiliittimen varovasti vedenpinnan päälle, se kelluu hämmästyttävästi. Tämä johtuu pintajännityksestä, joka muodostuu vesimolekyylien välisten koossapitovoimien vuoksi. Voit löytää monia kikkoja, joilla saat klemmarin kellumaan vedenpinnan päällä astiassa.
kun laskee paperiliittimen veteen, se vajoaa astian pohjalle. Mutta kun klemmarin pudottaa ovelasti, vedenpinnan päällä se kelluu. Koska vesimolekyylit pysyvät tiiviisti yhdessä vetämällä muita vesimolekyylejä puoleensa ja muodostavat voimakkaan pintajännityksen koossapitävien voimien vuoksi. Tämä pintajännitys pitää klemmarin kellumassa veden pinnalla.
alkoholi on polaarinen nestekappale, joka pitää pintajännitystä hyvin vähemmän kuin vesi. Koska alkoholi on ei-polaarinen, se ei muodosta vetysidoksia. Ilman vetysidoksia ei ole koossapitäviä voimia eikä pintajännitystä, mikä saa klemmarit uppoamaan veteen! Siksi klemmarin on erittäin mahdotonta kellua alkoholin päällä.
kun paperiliittimen kelluvaan veteen lisää pesuainetta, veden pintajännitys häiriintyy. Pesuaineen ohuen saippuakerroksen vuoksi veden pintajännitys katkeaa. Kun pintajännitys häiriintyy, vesimolekyylit irtoavat tarpeeksi voimakkaina pitääkseen vesimolekyylit koossa. Ja veden pinta-ala menettää pintajännityksensä, koska vesimolekyylien välillä ei ole vetovoimaa. Lopulta saa kelluvan klemmarin painumaan täyteen vettä sisältävän kulhon pohjalle.
hammaspiikit kelluvat veden pinnalla, koska niissä on luonnostaan tasainen pinta ja ne on valmistettu puusta. Tasaiset pinnat eivät vajoa veteen, vaan kelluvat vedenpinnan päällä luonnollisesti. Keveytensä ja veden pintajännityksensä vuoksi hammaspeikot kelluvat hämmästyttävästi veden päällä.
paperiliittimet kelluvat veden pinnalla pintajännityksen vuoksi. Pintajännitys on nestemolekyylien taipumus houkutella toisiaan koossapitävien voimien vuoksi. Kelluvassa paperiliittimen tiedekokeessa pinta-alan vesimolekyylit vetävät toisiaan puoleensa ja pysyvät tiiviinä koossapitävän voiman vuoksi. Näin muodostuu voimakas pintajännitys veden pintakerrokseen kulhoon. Kun painat klemmaria, voimakkaan voiman vuoksi pintajännitys katkeaa ja upottaa klemmarin kellunnan.
paperiliitin on luonnollisesti metallimateriaalia eli terästä ja pysyy erillään muista paperiliittimistä, kun se asetetaan yhteen astiaan. Ne kuitenkin magnetisoituvat, kun käytämme vahvoja magneetteja, jotta klemmarit saadaan kellumaan. Tämä johtuu siitä, että teräs vetää helposti puoleensa magneetteja ja muuttuu hieman magneettiseksi, mutta menettää magnetisminsa pian sen jälkeen, kun poistat magneetin pois.
Kyllä, ehdottomasti voimme lisätä veden pintajännitystä suolan avulla. Suola on maaginen keittiöpito ainesosa, joka yllättäen lisää veden pintajännitystä. Sinun tarvitsee vain lisätä hieman suolaa astiaan otettuun makeaan veteen. Nyt riitti! Veden pintajännitys kasvaa hämmästyttävästi. Voit tarkkailla tätä tekemällä joitakin pintajännitys kokeita, kuten kelluva paperiliitin, magneetti paperiliitin, jne.
vesi on hajuton, mauton ja kalorittomampi epäorgaaninen yhdiste, jolla on voimakas pintajännitys eli 72,8 millinewtonia (mN) metriä kohden 20 °C: ssa. Alkoholin ja bentseenin pintajännitys on vähäisempää verrattuna veteen ja elohopeaan.
kaikki riippuu pintajännityksestä. Voit lisätä paperiliittimiä veden pintaan varovasti, kunnes astiassa olevan veden pintajännitys pitää. Varmista, että pudotat paperiliittimen yksi toisensa jälkeen varovasti veden pintajännitykseen. Kun pudotat klemmareita yksi kerrallaan, ne alkavat tarttua toisiinsa nestemäisen pinta-alan sisällä vaikuttavien voimien vuoksi.
koska veden pintajännitys on suurempi, paperiliitin pystyy kellumaan, kun se asetetaan tietovisaan. Vesimolekyylit pysyvät tiiviisti yhdessä ja pysyvät tiiviisti muodostamassa vedenpinnan ihoa sen sisällä olevien yhtenäisten voimien vuoksi. Tämä vedenpinnan iho ei ole mitään muuta kuin pintajännitys, joka saa klemmarit kellumaan vedenpinnan pinnalla.
kelluvat paperiliittimet magneeteilla on mielenkiintoinen ja jännittävä tiedetoiminta, jossa käytetään kodin arkisia tarvikkeita. Tässä ohjeet tehdä:
1) Ota 5-6 tuuman pituinen lanka ja sido se klemmarin toiseen päähän
2) liimaa nyt langan toinen vapaa pää liikkumattomaan esineeseen kotona, kuten pöydät, pöydät jne. Mitä tahansa käytätkin, sinun täytyy suorittaa koe vain sen kohteen lähellä.
3) Aseta magneetti juuri klemmarin yläpuolelle ja varmista, ettei magneetti kosketa klemmaria. Tuo se lähelle klemmaria.
4) koska paperiliitin on metallia, se vetää puoleensa magneetin ja alkaa liikkua kohti magneettia, joka näyttää siltä kuin paperiliitin leijuisi.
koska ihmiskeho on paljon vahvempi ja sillä on suuri painovoima, niiden on mahdotonta kävellä veden pinnalla. Näiden kahden syyn takia ihmiset voittavat veden pintajännityksen. Kun taas pienet pikkuruiset hyönteiset kävelevät järviveden pintakerroksen yli järven vesimolekyylien narujen pintajännityksen takia. Koska hyönteiset ovat pienikokoisia ja kevyitä, ne eivät voi voittaa veden voimakasta pintajännitystä. Niinpä pienten hyönteisten on helppo kävellä veden yli.
tihein neste Maan ilmakehässä on elohopea tai nopea Hopea. Elohopea on tunnetuin neste 3500 vuoden jälkeen ja pysyy stabiilina STP: ssä eli paine-ja lämpötilaolosuhteissa. Lisäksi elohopealla osoittautuu olevan suurempi pintajännitys kuin vedellä ja se tunnetaan toiseksi korkeimpana pintajännitysnesteenä veden jälkeen.
aika vaatii: se vaatii vain 3-5 minuuttia vapaa-aikaa. Koska se on yksinkertainen ja nopea toiminta, voit jopa suorittaa sen kiireisenä päivänä myös peliaikana.
ikäryhmä: Lapset kaikista ikäryhmistä ovat täydellisiä tutkimaan tätä yksinkertaista tiedetoimintaa. Erityisesti vanhemmat lapset oppivat tieteen käsitteitä helposti ja opettavaisesti samalla kun hauskaa. Myös päiväkotilapset, peruskoululaiset ja esikoululaiset voivat suorittaa tätä toimintaa vapaa-ajallaan ja oppia vesimolekyyleistä.
turvallisuustoimenpiteet: tämä toiminta on täysin turvallista, koska emme käytä mitään yksittäistä myrkyllistä ainetta tai ainetta. Meidän on otettava huomioon vain klemmarit. Koska klemmarit ovat pieniä, nuoremmilla lapsilla on mahdollisuus pitää se suun sisällä. Joten, aikuisten valvonta on pakollista, kun suoritat tätä toimintaa pikkulasten kanssa, ja päiväkoti. On aina suositeltavaa käyttää suojalaseja ja käsineitä suorittaessaan toimintaa.