dzisiaj zamierzam podzielić się niesamowitą koncepcją naukową „napięcie powierzchniowe” poprzez klasyczny eksperyment naukowy.
jeśli potrzebujesz projektu naukowego na dzień targów naukowych, Oto najlepsze działanie naukowe, które możesz wybrać do wykonania w tym dniu.
jak sprawić, by Spinacze unosiły się na wodzie
cel: zbadanie siły cząsteczek wody i zbadanie naukowej koncepcji „napięcia powierzchniowego”.
wymagane materiały:
wszystkie materiały, które zamierzasz zebrać na stole eksperymentalnym w tym ćwiczeniu, są łatwo dostępne. Oto prosta lista dostaw:
1) Spinacze do papieru
2) przezroczysta szklana miska
3) czysta woda
4) bibułka
5) Nowy ołówek z gumką lub sztyftem
instrukcje zrobić Pływający spinacz do papieru Science Experiment
Ukończ film krok po kroku
Krok 1:
weź czystą i przezroczystą szklaną miskę na stół do eksperymentów i napełnij ją świeżą wodą.
napełnij szklaną miskę wodą bliżej góry lub Ronda miski. Tak, że sprawiamy, że wszystko idzie łatwo podczas aktywności.
ponadto musisz umyć ręce przed eksperymentem, ale tylko przy użyciu wody.
nie używaj mydła, gdy zdecydujesz się wykonać tę czynność, ponieważ mydło może manipulować wynikami, ponieważ posiada własne właściwości napięcia powierzchniowego.
Krok-2:
aby pokazać dzieciom, wykonaj mały krok, jak naprawdę robi spinacz do papieru po upuszczeniu do wody.
weź spinacz do papieru i po prostu wrzuć go do szklanej miski wypełnionej wodą. A teraz poproś dziecko, aby sprawdziło, czy tonie, czy unosi się w misce z wodą.
absolutnie, spinacz do papieru tonie na dnie miski z powodu różnic gęstości.
Krok-3:
wyjmij spinacz z miski, aby wykonać następny krok. Następnie weź bibułkę i pokrój ją w kształcie kwadratu. Upewnij się, że rozmiar ciętego bibułki jest nieco większy niż spinacz do papieru.
Krok-4:
teraz delikatnie umieść kwadratowy cięty bibułkę w szklanej misce z wodą. Będziesz obserwować bibułkę zacząć unosząc się i sięga do górnej części wody.
w tym momencie umieść nasz spinacz ostrożnie na bibułce. Jest to nieco trudny krok, ponieważ nie ma równowagi w wodzie, aby utrzymać rzeczy we właściwym miejscu.
mam nadzieję, że pomoże Ci to umieścić klips do eksperymentu we właściwym miejscu na bibułce i nie dotyka powierzchni wody.
Krok-5:
nadszedł czas, aby szturchnąć bibułkę i jest to ulubiony krok dla dzieci.
Hahaha! Weź ołówek z gumką po drugiej stronie. Użyj strony gumki, aby szturchnąć bibułkę.
ale upewnij się, że nie dotykasz spinacza na bibułce podczas szturchania go ołówkiem. Musisz szturchnąć bibułkę, aż dotrze do dna.
oto kolejna sztuczka. Rozszerz spinacz do papieru, aby utworzyć uchwyt w ten sposób.
teraz ostrożnie umieść spinacz do papieru na uchwycie i zanurz go powoli w wodzie. Viola.. Twój spinacz będzie teraz unosił się na powierzchni.
pozwoliłem moim dzieciom unosić jak najwięcej spinaczy do papieru na powierzchni wody.
bawiliśmy się nawet dmuchaniem powietrza przez słomę, aby spinacze poruszały się okrężnym ruchem, unosząc się na wodzie.
co tu obserwujesz? Będziesz obserwować zlewy bibułki, ale nie spinacz do papieru. Spinacz pozostaje na powierzchni wody unosząc się. Wygląda magicznie, ale to nie jest magia, to jest rzeczywiście nauka. Poznajmy naukę stojącą za tym super klasycznym eksperymentem.
Nauka zaangażowana w Pływający eksperyment naukowy spinacza do papieru
dlaczego spinacze opadają na dno w wodzie? Ogólnie rzecz biorąc, spinacze są wykonane z metalu i zwykle opadają na dno po włożeniu do wody.
ponieważ Materiały metalowe są zwykle ciężkie i mają większą gęstość w porównaniu z wodą. Dlatego spinacze Zwykle opadają na dno w wodzie.
jednak możemy sprawić, że spinacze będą unosić się na powierzchni wody za pomocą prostej sztuczki naukowej.
eksperyment naukowy z pływającym spinaczem polega na „napięciu powierzchniowym”. Napięcie powierzchniowe jest spoistym charakterem filmu powierzchniowego cieczy ze względu na przyciąganie między cząsteczkami, które ma tendencję do minimalnej możliwej powierzchni.
w tej pływającej aktywności spinacza do papieru cząsteczki wody trzymają się mocno i pozostają razem z powodu napięcia powierzchniowego.
i tworzymy „skórę” na powierzchni wody, która mocno trzyma cząsteczki wody i zawiesza spinacz do papieru, aby wyglądał jak Pływający.
dopóki cząsteczki wody nie pozostaną razem i nie będą mocno trzymać się, mogą podtrzymywać spinacz do papieru, aby unosić się na powierzchni wody.
tak więc tworzymy idealne i odpowiednie warunki do podtrzymywania spinacza do papieru, aby unosił się za pomocą bibuły.
za pomocą bibuły zawieszamy spinacz do papieru na napięcie powierzchniowe wody i powoli usuwamy tkankę pod nią.
w rzeczywistości spinacz nie unosi się, ale utrzymuje się przez spajające siły napięcia powierzchniowego i wygląda jak Pływający.
ta sama nauka jest wykorzystywana przez malutkie owady do chodzenia po powierzchni wody jezior.
eksperyment rozszerzający
oto kolejny niesamowity eksperyment, który dowodzi napięcia powierzchniowego w edukacyjny sposób. Jest to rozszerzenie do pływającego eksperymentu naukowego spinacza do papieru.
ustaw stół eksperymentalny z miską z wodą. Powtórz te same kroki powyższej czynności i spraw, aby spinacz do papieru unosił się na powierzchni.
teraz zanurz palec w niewielkiej ilości mydła do naczyń i połóż go na powierzchni wody. Zauważysz, że pływający spinacz do papieru spada na dno, co oznacza, że spinacz do papieru tonie na dnie miski.
ponieważ mydło w płynie rozprzestrzenia się lub odpycha powierzchnię lub skórę powierzchni wody na jej boki, gdy tylko mydło wejdzie w kontakt z wodą.
mydło w płynie ma cienką warstwę napięcia powierzchniowego, która jest mniej gęsta niż napięcie powierzchniowe wody.
dlatego warstwa mydła nie trzyma już spinacza do papieru i sprawia, że tonie.
jeśli chcesz kontynuować eksperyment, możesz spróbować tego samego eksperymentu używając innych stalowych przedmiotów zamiast spinaczy do papieru.
można również zastąpić wodę różnymi odmianami soków, mleka itp. i sprawdzić, czy wyniki są takie same.
możesz wypróbować te ciekawe i pokrewne eksperymenty naukowe z wodą i napięciem powierzchniowym:
Naucz się robić kwadratową bańkę
DIY Soap Powered Boats
eksperyment z chodzącą wodą
wirujący eksperyment z magicznym mlekiem
pływające rysunki na wodzie
napięcie powierzchniowe i woda
napięcie powierzchniowe jest naturą cząsteczek cieczy, które przyciągają się z powodu sił spoistych i pozostają szczelnie i mają tendencję do minimalnej powierzchni. Wzór chemiczny napięcia powierzchniowego wynosi:
r = 1/2 . F / l
r to napięcie powierzchniowe
F oznacza siłę
L oznacza Długość
woda jest głównym składnikiem ziemskiej atmosfery o wzorze chemicznym, H2O. we wzorze chemicznym, H oznacza atomy wodoru, a 2 oznacza atomy wodoru w dwóch liczbach. Natomiast O reprezentuje jeden atom tlenu. Atomy wodoru są naładowane dodatnio, a atom tlenu jest naładowany ujemnie. Oznacza to, że cząsteczka wody jest składnikiem dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Woda jest bezbarwna, bez smaku, bez zapachu i nie zawiera kalorii.
cząsteczka wody jest stabilna, gdy dwa dodatnio naładowane atomy wodoru wiążą się z jednym ujemnie naładowanym atomem. Istnieje niewielka różnica w ładunkach podczas klejenia, która jest znana jako dipol. Wiązanie między dwiema cząsteczkami wody nazywa się wiązaniem wodorowym. Cząsteczki wody na powierzchni wody w misce przyciągają się nawzajem dzięki siłom spoistym i tworzą napięcie powierzchniowe na jej powierzchni. To napięcie powierzchniowe jest powodem trzymania spinacza na wodzie.
kiedy zanurzasz mydło w wodzie, napięcie powierzchniowe pęka, ponieważ cienka warstwa mydła zmniejsza napięcie powierzchniowe wody z powodu istnienia ciał niepolarnych i wolnych od dipol. Dlatego spinacze trudno unoszą się i opadają na dno.
pytania do omówienia podczas eksperymentu
zadawanie pytań podczas eksperymentu pomaga dzieciom poprawić umiejętności krytycznego myślenia i zachęca je do czynienia cudów w nauce. Oto kilka pytań do omówienia na temat eksperymentu:
1) Dlaczego spinacz pływa na wodzie, a nie na innych płynach?
2)czy są jakieś inne płyny, które utrzymują spinacz do papieru?
3) Jak myślisz, jaki kształt spinacza wpływa na zdolność pływania?
4) ile spinaczy może wytrzymać napięcie powierzchniowe wody?
5) czy możliwe jest naturalne zwiększenie napięcia powierzchniowego wody?
6) Jakie są inne ciecze, które wykazują silniejsze napięcie powierzchniowe i są dobre w pływaniu?
FAQ ’ s
tak, absolutnie można unosić spinacz do papieru na wodzie. Spinacze są wykonane z materiału stalowego, który przeciwstawia się pływającym prawom fizycznym. Ale zaskakująco możemy unosić stalowe spinacze na wodzie, wykorzystując napięcie powierzchniowe utworzone na górnej powierzchni wody. Wyższe napięcie powierzchniowe cząsteczek wody utrzymuje spinacze unoszą się na wodzie.
oczywiście spinacze są ciężkie i zlewają się w pojemniku na wodę, ponieważ wykazują większą gęstość niż woda. Ale kiedy ostrożnie zawiesisz spinacz do papieru na powierzchni wody, unosi się niesamowicie. Wynika to z napięcia powierzchniowego powstałego w wyniku sił spoistych między cząsteczkami wody. Możesz znaleźć wiele sztuczek, aby spinacz do papieru unosił się na powierzchni wody w pojemniku.
kiedy upuścisz spinacz do papieru do wody, zatonie on na dnie pojemnika. Ale kiedy upuścisz spinacz do papieru podstępnie, na powierzchni wody, unosi się. Ponieważ cząsteczki wody pozostają ściśle ze sobą, przyciągając inne cząsteczki wody i tworzą silne napięcie powierzchniowe dzięki siłom spoistym. To napięcie powierzchniowe utrzymuje spinacz unoszący się na powierzchni wody.
alkohol jest niepolarną cieczą, która posiada bardzo mniejsze napięcie powierzchniowe w porównaniu z wodą. Ponieważ alkohol jest niepolarny, nie tworzy wiązań wodorowych. Bez wiązań wodorowych nie ma sił spójnych i nie ma napięcia powierzchniowego, dzięki czemu spinacze opadają w wodzie! W związku z tym spinacz do papieru nie może unosić się na alkoholu.
po dodaniu detergentu do wody, na której unosi się spinacz do papieru, napięcie powierzchniowe wody zostaje zakłócone. Ze względu na cienką warstwę mydlanej cieczy z detergentem napięcie powierzchniowe wody pęka. Gdy napięcie powierzchniowe zostaje zakłócony cząsteczki wody luźne wystarczająco dużo siły, aby utrzymać cząsteczki wody razem. A powierzchnia wody traci napięcie powierzchniowe z powodu braku przyciągania między cząsteczkami wody. W końcu powoduje, że pływający spinacz do papieru tonie na dnie miski zawierającej pełną wodę.
kostki do zębów unoszą się na powierzchni wody, ponieważ naturalnie mają płaską powierzchnię i są wykonane z drewna. Płaskie powierzchnie nie zanurzają się w wodzie, zamiast naturalnie unosić się na powierzchni wody. Ze względu na ich niewielką wagę i napięcie powierzchniowe wody, ząb picks unosi się zadziwiająco na wodzie.
spinacze unoszą się na powierzchni wody z powodu napięcia powierzchniowego. Napięcie powierzchniowe jest tendencją cząsteczek cieczy do przyciągania się ze względu na siły spoiste. W pływającym eksperymencie naukowym spinacza do papieru cząsteczki wody na powierzchni przyciągają się nawzajem i pozostają szczelne dzięki sile spoistej. W ten sposób tworzy silne napięcie powierzchniowe na górnej warstwie wody w misce. Po naciśnięciu spinacza do papieru, z powodu silnej siły, napięcie powierzchniowe pęka i tonie spinacz do papieru.
oczywiście spinacz jest materiałem metalowym, tj. stalowym i pozostaje oddzielony od innych spinaczy po umieszczeniu razem w pojemniku. Jednak stają się namagnesowane, gdy używamy silnych magnesów, aby spinacze pływały. Dzieje się tak dlatego, że stal łatwo przyciąga magnesy i staje się lekko magnetyczna, ale traci swój magnetyzm wkrótce po usunięciu magnesu.
tak, absolutnie możemy zwiększyć napięcie powierzchniowe wody za pomocą soli. Sól jest magicznym składnikiem kuchennym, który zaskakująco zwiększa napięcie powierzchniowe wody. Wszystko, co musisz zrobić, to po prostu dodać niewielką ilość soli do świeżej wody pobranej w pojemniku. To jest to! Napięcie powierzchniowe wody zwiększa się zadziwiająco. Można to zaobserwować, wykonując eksperymenty z napięciem powierzchniowym, takie jak Pływający spinacz do papieru, spinacz magnetyczny itp.
woda jest bezwonnym, bez smaku i mniej kalorycznym Związkiem nieorganicznym, który ma silne napięcie powierzchniowe, tj. 72,8 millinewtonów (MN) na metr w temperaturze 20 °C. Istnieją inne ciecze, które wykazują najsilniejsze napięcie powierzchniowe, takie jak rtęć. Natomiast alkohol i benzen wykazują mniejsze napięcie powierzchniowe w porównaniu z wodą i rtęcią.
wszystko zależy od napięcia powierzchniowego. Możesz ostrożnie dodawać spinacze do powierzchni wody, aż napięcie powierzchniowe wody w pojemniku utrzyma się. Upewnij się, że upuszczasz spinacz jeden po drugim ostrożnie na napięcie powierzchniowe wody. Kiedy upuszczasz spinacze jeden po drugim, zaczynają one przyklejać się do siebie z powodu sił działających wewnątrz powierzchni cieczy.
ze względu na wyższe napięcie powierzchniowe na wodzie, spinacz jest w stanie unosić się po umieszczeniu na quizlecie. Cząsteczki wody pozostają ściśle ze sobą i pozostają ściśle tworząc skórę powierzchni wody ze względu na siły spoiste wewnątrz niej. Ta skóra powierzchni wody jest niczym innym jak napięciem powierzchniowym, które sprawia, że spinacze unoszą się na powierzchni wody.
pływające spinacze z magnesami to ciekawa i ekscytująca aktywność naukowa wykorzystująca codzienne zapasy w domu. Oto instrukcje do zrobienia:
1) weź 5-6-calową nitkę i przywiąż ją do jednego końca spinacza do papieru
2) Teraz przyklej drugi Wolny koniec nici do nieruchomego obiektu w domu, takiego jak stoły, biurka itp. Cokolwiek użyjesz, musisz przeprowadzić eksperyment tylko w pobliżu tego obiektu.
3) Umieść magnes tuż nad spinaczem do papieru i upewnij się, że magnes nie dotyka spinacza do papieru. Po prostu zbliż go do spinacza.
4) ponieważ spinacz jest metalowy, przyciąga się do magnesu i zaczyna poruszać się w kierunku magnesu, który wydaje się, że spinacz jest pływający.
ponieważ ludzkie ciało jest znacznie silniejsze i ma dużą siłę grawitacyjną, niemożliwe jest, aby chodziły po powierzchni wody. Z tych dwóch powodów ludzie pokonują napięcie powierzchniowe wody. Natomiast drobne owady wędrują po powierzchniowej warstwie wody jeziora z powodu napięcia powierzchniowego cząsteczek wody na jeziorze. Ponieważ owady są małe i lekkie, nie mogą przezwyciężyć silnego napięcia powierzchniowego wody. W ten sposób małe owady łatwo chodzą po wodzie.
najgęstszym płynem w ziemskiej atmosferze jest rtęć lub szybkie Srebro. Rtęć jest najbardziej znaną cieczą od 3500 lat i pozostaje stabilna w STP, czyli standardowych warunkach ciśnienia i temperatury. Ponadto rtęć okazuje się mieć wyższe napięcie powierzchniowe niż woda i znana jest jako druga pod względem napięcia powierzchniowego ciecz po wodzie.
czas wymaga: po prostu wymaga 3-5 minut wolnego czasu. Ponieważ jest to proste i szybkie działanie, możesz je nawet wykonać w pracowity dzień podczas gry.
grupa wiekowa: dzieci w każdym wieku są idealne do zbadania tej prostej działalności naukowej. Szczególnie starsze dzieci uczą się pojęć naukowych w łatwy i edukacyjny sposób, jednocześnie dobrze się bawiąc. Dzieci w wieku przedszkolnym, podstawowym i przedszkolnym mogą również wykonywać tę czynność w czasie wolnym i poznawać cząsteczki wody.
środki bezpieczeństwa: ta aktywność jest całkowicie bezpieczna, ponieważ nie używamy żadnego pojedynczego toksycznego materiału lub substancji. Jedyne, co musimy wziąć pod uwagę, to spinacze do papieru. Ponieważ spinacze do papieru są małe, istnieją szanse, że młodsze dzieci utrzymają je w jamie ustnej. Tak więc nadzór dorosłych jest obowiązkowy, gdy wykonujesz tę czynność z dziećmi i przedszkolem. Zawsze można nosić okulary ochronne i rękawice podczas wykonywania czynności.