101 eksperymentów z wodą

Czy lubicie zabawy z wodą?
Bo kto nie lubi patrzeć, jak woda pluszcze, zmienia stan skupienia i bulgocze. Woda to wyjątkowa ciecz, dlatego poznawanie jej możliwości to wyjątkowa frajda... A woda to doskonała przestrzeń do eksperymentowania! Zaproponowaliśmy aż 101 zdumiewających eksperymentów, każdy z nich oparty jest na fachowej chemicznej wiedzy.
To wielka zabawa i rzetelna porcja informacji.

Ile wody może wyprzeć drewno?

Połrzebne będą:

• naczynie napełnione po brzegi wodą
• waga
• kawałeczki drewna
• ręcznik

Sposób postępowania:

1. Zważ naczynie wypełnione po brzegi wodą i zapisz wynik.
2. Postaw naczynie na ręczniku i ostrożnie połóż na wodzie kawałeczek drewna: woda przelewa się.
3. Zważ teraz naczynie wraz z drewnem.

Co się słanie?

Waga się nie zmieni.

Dlaczego?

Kawałeczek drewna waży dokładnie tyle ile woda, która została przez nie wyparta, Innymi słowy, waga pływającego ciała jest identyczna z wagą wypartej przez niego wody. Już przed przeszło 2 000 laty odkrył tę zasadę grecki przyrodnik Archimedes (patrz następny eksperyment).

Co się stanie, gdy pełną butelkę włożymy do wody

Potrzebne będą:

• woda
• mała plastikowa butelka
• 2 gumowe uszczelki
• mocny sznurek (około 20 cm)
• wiaderko z wodą

Sposób postępowania:

1. Wlej wody do butelki i zakręć ją.
2. Przymocuj sznurkiem gumowe uszczelki do butelki.
3. Trzymaj butelkę za uszczelki, następnie zanurz ją w wodzie.

Co się stanie?

Gumowe uszczelki najpierw rozciągną się, na co wpłynie ciężar butelki, jeśli jednak będziemy zanurzać ją w wodzie, uszczelki skrócą się i odprężą. Im głębiej zanurza się butelka, tym łatwiej można będzie nią poruszać w wodzie.

Dlaczego?

Na wszystkie przedmioty także butelkę, działa w wodzie tak zwana siła wyporu. Im głębiej zanurza się butelka, tym więcej wody wypiera i większej siły wyporu doświadcza, W przypadku całkowitego zanurzenia, wypiera mniej więcej tyle wody, ile sama zawiera, Siła wyporu i siła ciężkości butelki są wtedy mniej więcej jednakowo wysokie, a ponieważ siła wyporu przeciwdziała sile ciężkości, podczas zanurzania butelka staje się pozornie lżejsza.

Wyjaśnienie siły wyporu jest dość skomplikowaną sprawą, gdyż zależy ona od wielu czynników, Zasadę tę odkrył przed przeszło 2000 laty grecki matematyk i przyrodnik Archimedes. Ustalił on, że siła wyporu działająca na ciało w wodzie jest równa ciężarowi wody wypartej przez to ciało, Historia dotycząca tego, jak Archimedes wpadł na tę ideę, jest dość osobliwa.

Władca wydał mu polecenie sprawdzenia zawartości złota w jego koronie tak, by jej nie uszkodzić. Podejrzewał bowiem złotnika, iż do wyrobu korony użył nie tylko złota, Archimedes długo zastanawiał się nad tym pozornie nierozwiązywalnym zadaniem, jednak na szczęście podczas kąpieli wpadł na pewien pomysł, Zatopiony w myślach napełnił swoją wannę po brzegi wodą. Gdy wszedł do wanny, woda oczywiście przelała się. Archimedes błyskawicznie zauważył, że ilość wylanej wody dokładnie odpowiadała objętości jego ciała.

Z tego wywnioskował, że korona z czystego złota musiałaby właśnie wyprzeć tę samą ilość wody co sztabka złota, mająca ten sam ciężar. Gdyby jednak do korony dodano srebra, wtedy musiałaby ona wyprzeć więcej wody, gdyż złoto przy tym samym ciężarze zajmuje mniej miejsca niż srebro. I istotnie, w ten sposób mógł udowodnić, że do złota w koronie dodano srebra, gdyż korona wyparła więcej wody niż sztabka złota. Tym samym zdemaskował złotnika jako oszusta, a przy okazji odkrył prawo nazwane od jego nazwiska prawem Archimedesa.

Każde ciało zanurzone w cieczy, pozornie traci część swojego ciężaru. Przyczyna tego tkwi w sile wyporu, przeciwdziałającej sile ciężkości. Siła wyporu odpowiada sile ciężkości cieczy wypartej przez ciało.

„Eureka!" („Znalazłem!") - miał rzekomo krzyknąć Archimedes, dokonawszy swego odkrycia.

Czy zawinięta moneta pływa tak samo dobrze jak moneta w łódce z folii aluminiowej?

Potrzebne będą:

• folia aluminiowa
• nożyczki
• 2 monety dziesięciogroszowe
• umywalka lub miska napełnione wodą

Sposób postępowania:

1. Z folii aluminiowej wytnij dwa jednakowe prostokąty (ok. 7x9 cm).
2. Z kawałka folii uformuj łódkę i włóż do niej monetę.
3. Drugą monetę dobrze owiń w folię aluminiową.
4. Łódkę i owiniętą monetę umieść na wodzie w umywalce.

Co się słanie?

Łódka z monetą będzie pływać po wodzie, natomiast zawinięta moneta zatonie.

Dlaczego?

To czy przedmiot tonie, czy pływa, zależy nie tylko od jego ciężaru i gęstości, lecz także od kształtu i związanej z nim siły wyporu w wodzie, W przypadku jednakowego ciężaru, większy, sensownie wybrany, kształt umożliwia większe wypieranie wody, a tym samym większą siłę wyporu.

Inżynierowie budujący statki muszą zwracać uwagę na wystarczającą stabilność kadłuba, aby ten mógł wytrzymać obciążenia powstające w wyniku falowania, ciśnienia wody i ciężaru ładunku.

Czasami większy sens ma zbudowanie mniejszego statku, który jest stabilniejszy i może unieść większy ciężar2

Jeśli, chciałbyś kiedyś wypróbować, jak działa ta zasada, to wykonaj papierowe stateczki różnej wielkości, załaduj je przedmiotami i obserwuj, co się stanie. Załóżmy się o to, że duże statki szybciej niż małe zegną się w środku i utoną!

Spis treści:

Woda: zadziwiająca ciecz

1. Woda może rozpłynąć się w powietrzu. Czy wszystkie ciecze wyparowują?

2 Mokry, suchy czy lepki? Czy rozpoznasz wodę, gdy będziesz mieć zasłonięte oczy?

3. Nasze odczucia mogą wprowadzać w błąd. Czy można dotykiem sprawdzić temperaturę wody?

4. Siła słońca. Czy słońce szybciej ociepli wodę na talerzu, czy w butelce?

5 Zawody. Czy woda w lodówce wyparowuje wolniej?

6 Woda - idealny akumulator ciepła. Czy woda może rozgrzać również materiały stałe?

7. Woda - wspaniały środek chłodzący. Czy woda rzeczywiście chłodź, lepiej niż powietrze?

8. Czary. Czy woda może sprawić, że rzeczy staną się niewidzialne?

Woda ma wiele twarzy: stany skupienia

9 Tańczące krople wody. Co się dzieje z kroplami wody spadającymi na gorącą płytę kuchenną?

10.Bałwany lubią wilgoć. Czy mokre pranie wyschnie również przy ujemnej temperaturze.

11. Woda jest mistrzem przemian. Czy zimna woda zamarza szybciej niż gorąca.

Świat rzeczy małych

12 Atomy, molekuły i wiązania wodorowe, jak wygląda sól kuchenna , woda pod lupą?

13. Woda mistrzem świata w lepkości. Czy wszystkie ciecze tryskają tak dobrze jak woda?

14. Szybko, szybciej, najszybciej. Czy miód można zmieszać z wodą?

15. Straszący groch. Czy można sprawić, aby groch skakał?

16. Wykrzywiony strumień wody. Czy strumień wody może się wygiąć?

Woda - najbardziej genialny rozpuszczalnik świata

17 Woda jako rozpuszczalnik. Które materiały rozpuszczają się w wodzie?

18 Żywe cząsteczki. Czy można udowodnić, że molekuły poruszają się w wodzie?

19. Sypki cukier przeciwko kostce cukru - kto zwycięży? Czy kostka cukru łatwo rozpuszcza się w wodzie?

20 Cukier i woda lubią ciepło. Czy ciepła woda rozpuszcza cukier lepiej, czy gorzej?

21. Sprytne molekuły wody. Co się dzieje, gdy sól rozpuszcza się w wodzie?

22. Żarłoczna słona woda. Ile soli zmieści się w szklance wody?

23. Trik z cukrem. Czy można odzyskać rozpuszczony cukier?

Powietrze rozpuszcza się w wodzie

24. Ryby też potrafią oddychać. Czy można zaobserwować powietrze w wodzie?

25. Gorąca woda. Co się stanie z wodą, gdy ją podgrzejemy?

26. Musujące bąbelki. Jak bąbelki zaczynają musować?

27 Przezroczyste kostki lodu. Czy lód może zawierać pęcherzyki powietrza?

28. Zmiana miejsc. Dlaczego napełnianie pustych butelek trwa tak długo?

Woda się klei: adhezja - kohezja

29. Przyklejone! Czy woda to dobry klej?

30. Efekt lotosu. Dlaczego niektóre rzeczy stają się mokre pod wpływem wody, a inne nie?

31. „Urządzenie nawadniające". Czy woda może wznieść się w materiale lub po metalowym łańcuchu?

32. Farbowanie kwiatów. Czy białe kwiaty mogą stać się kolorowe?

33. Kolorowe jest ładniejsze. Czy można ufarbować kwiaty na dwa kolory?

Woda ma skórę: napięcie powierzchniowe

34. Test kropli. Czy można zniszczyć kroplę szpilką?

35. Niezwykła pomoc w czytaniu. Czy woda może być lupą?

36. Zachłanna szklanka. Czy szklanka może być bardziej niż pełna?

37. Pływający spinacz biurowy. Czy spinacz biurowy może pływać na wodzie?

Mydło z licznymi trikami

38. Straszący pieprz. Czy pieprz może pływać w mydlanej wodzie?

39. Proszę z mydłem! Czy do prania naprawdę potrzebny jest środek piorący?

40. Super bańki mydlane. Jak można samodzielnie wykonać bańki mydlane?

41. Trochę inne zawody z mydłem. Czy zapałka może mieć silnik?

Ci dwaj nie lubią się

42. Płyn do mycia naczyń jako „rozjemca". Czy można zmieszać ze sobą olej i wodę?

43. Wędrujący atrament. Czy atrament zachowuje się w wodzie inaczej niż olej?

44. Cukier decyduje: woda czy olej? Czy cukier lepiej rozpuszcza się w wodzie, czy w oleju?

45. „Kwaśna woda". Czy ocet rozpuszcza się lepiej w wodzie, czy w oleju?

Kto odpoczywa, ten rdzewieje

46. Oni się rozumieją - rdza i sól. Ile czasu potrzeba, by żelazo pokryło się rdzą?

47. Porównanie rdzy. Czy woda sprawia, że wszystkie materiały rdzewieją?

48. Coca-cola - idealny środek chroniący przed rdzą. Czy rdzę można usunąć bez użycia papieru ściernego?

49. Ochrona przed rdzą. Czy można zabezpieczyć żelazne gwoździe przed rdzą?

Ciśnienie wody

50. Lęk przed wodą. Czy można tak nurkować, żeby się nie zmoczyć?

51. Dzwon nurkowy. Jak można pokazać ciśnienie wody?

52. Im głębiej, tym mocniej. Jak można pokazać rosnące ciśnienie wody?

Woda zachowuje się według własnego widzimisię - anomalia gęstości

53. Woda potrzebuje miejsca. Czy woda może zajmować raz więcej, raz mniej miejsca?

54. Pływające jabłko. Czy jabłka lub monety mogą pływać w wodzie?

55. Test na gęstość. Jak można rozpoznać, czy ciecz jest gęstsza od wody?

56. Warstwy wody. Czy woda ma zawsze tę samą gęstość?

57. Pęknięcie rury. Czy lód może rozsadzić rurę?

58. Lodu jest coraz więcej. Co potrzebuje więcej miejsca - stały lód czy płynna woda?

59. Niebezpieczeństwo podczas podróży statkiem - góry lodowe. Czy lód może pływać po wodzie?

60. Test z kałużą. Czy kałuża zamarza od góry, czy od dołu?

Sól i lód

61. Góry lodowe są „słodkie". Czy woda słona i słodka zamarzają w takich samych temperaturach?

62. Sól do posypywania ulic chroniąca przed gołoledzią. Czy posypywanie ulic solą rzeczywiście zapobiega gołoledzi?

63. Rozkaz roztapiania. Co powoduje, że lód topi się szybciej - piasek czy sól?

64. Lodowa wędka. Czy posypana solą woda już nie zamarznie?4

65. Kto zbuduje najwyższą wieżę? Ile kostek lodu można ułożyć jedna na drugiej?

66. Lodówka ze słonego lodu. Czy można wyprodukować lód z wody dzięki mieszance chłodzącej?

67. Pyszne lody bez lodówki. Czy można wyprodukować lód spożywczy dzięki mieszance chłodzącej?

Lód i śnieg

68. Tajemnicze płatki śniegu. Jak wyglądają płatki śniegu pod lupą?

69. Eskimos i jego igloo. Czy stopi się małe igloo, do którego wstawimy płonącą świecę?

70. Wielkie ślizganie. Jak poruszają się lodowce w dół doliny?

71. Lód „ulatnia się". Czy wystarczy sznurek, aby przeciąć kostkę lodu?

Morze

72. Saliny. Jak można pozyskać sól z wody morskiej?

73. Niebezpieczeństwo powodzi. Czy poziom morza wzrasta, gdy topi się lądolód na biegunie południowym?

74. Poziom morza. Czy wyleje się woda ze szklanki napełnionej po brzegi wodą i kostkami lodu, gdy stopi się lód?

75. Prąd morski. Czy ciepłe ciecze mogą wznieść się z dołu do góry?

Pływanie i tonięcie

76. Wyparcie wody. Czy można udowodnić, że podczas zanurzania wypiera się wodę?

77. Drewno i woda w równowadze. Ile wody może wyprzeć drewno?

78. Eureka! Prawo Archimedesa. Co się stanie, gdy pełną butelkę włożymy do wody?

79. Taniec rodzynków. Czy rodzynki mogą tańczyć w wodzie?

80. O pomarańczach i kołach do pływania. Jak działa koło do pływania?

81. Temperamentny balon. Toną kamienie, korki czy balony?

82. Nadzwyczajna łódka z plasteliny. Czy tylko waga decyduje o tym, że przedmiot toniew wodzie?

83. Łódka z folii aluminiowej. Czy zawinięta moneta pływa tak samo dobrze jak monetaw łódce z folii aluminiowej?

84. Wydobywanie wraka. Czy istnieje trik, dzięki któremu można łatwiej wydobyć zatopiony wrak? I 08

85. Tańczące diabełki. Czy znasz diabełka w butelce?

86. Uparta piłka. Skąd się bierze siła wyporu?

87. Zatopione jajko. Czy jajko pływa lepiej w wodzie słonej czy z kranu?

88. Unoszące się jajko. Czy jajko może unosić się w wodzie?

Obieg wody

89. Zbuduj własny obieg wody. Czy można zbudować małą wersję obiegu wody?

90. Okrężna podróż wody. Co się dzieje w chmurze, gdy pada deszcz?

91. Niewidzialna woda. Jak można udowodnić, że powietrze zawiera wodę?

92. Mokra gleba. Czy można pozyskać wodę z ziemi?

93. Opary mgły. Czy ciepłe powierzchnie szklane lub lustrzane pokrywają się parą?

94. Filtr wodny w ziemi. Czemu woda gruntowa jest przeważnie czysta i aseptyczna?

95. Cud fontanny. Czy woda może płynąć z dołu do góry?

96. Deszczówka. Czy deszczówka jest tak czysta jak woda pitna z wodociągu?

97. Rury „komunikują się" ze sobą. Jak można wyobrazić sobie poziom wód gruntowych?

98. Zbuduj własną oczyszczalnię wody. Jak działa oczyszczalnia wody?

99. Deszcz też może stać się kwaśny. Czy kwaśna woda szkodzi roślinom?

100. Słodka i słona woda. Jak sól dostaje się do słodkiej wody i jak dociera do morza?

101. Urządzenie odsalające wodę morską. Czy można pozyskać słodką wodę pitnąz morskiej wody?

Słowniczek

Wydawnictwo „Jedność”

Kielce 2010