Konkurs Mały odkrywca

Transkrypt

1 Konkurs Mały odkrywca Etap 1 Czegóż to woda nie potrafi Przykładowe doświadczenia OKREŚLANIE WŁAŚCIWOŚCI WODY 1. Rozpuści się czy nie? Potrzebne będą: sól, cukier, kakao, kawa, ryż, piasek, 6 szklanek, woda. : Napełnij szklanki wodą (nie do pełna). Do każdej wsyp 1 łyżeczkę innej substancji. Zamieszaj i obserwuj, co się dzieje. Wnioski: Sól i cukier rozpuszczą się, pozostałe substancje w czasie mieszania będą się unosić, a następnie osiądą na dnie. Sól i cukier rozpuszczają się to znaczy, że cząsteczki wody wnikają pomiędzy cząsteczki cukru lub soli. Cząsteczki wody nie mogą przeniknąć między cząsteczki kawy, kakao, ryżu, czy piasku. Te substancje nie rozpuszczają się w wodzie. Tworzą zawiesinę, której drobiny osadzają się na dnie pod wpływem siły grawitacji. 2. Pływająca igła Potrzebne będą: szklanka, woda, igła, pinceta. : Napełnij szklankę wodą po brzegi. Poczekaj, aż woda całkiem się ustoi. Przy pomocy pincety chwyć igłę i trzymaj ją poziomo. Bardzo powoli i ostrożnie umieść igłę na wodzie (igła musi być idealnie poziomo, jeśli któryś jej koniec zanurzy się w wodzie pierwszy zatonie). Wnioski: Igła nie tonie, lecz unosi się na powierzchni wody, na której tworzy się rodzaj elastycznej, cieniutkiej błony. Dzieje się tak, ponieważ na cząsteczki wody znajdujące się przy powierzchni działa siła nazywana napięciem powierzchniowym. 3. Ile się zmieści? Potrzebne będą: szklanka, woda, monety. : Napełnij szklankę wodą po brzegi. Powoli, ostrożnie wrzucaj monety. Wnioski: Zanim woda się rozleje, zmieści się o wiele więcej monet, niż mogłoby się wydawać. Mamy tu do czynienia z kohezją, czyli siłami przyciągania między cząsteczkami (w naszym przypadku wody). Cząsteczki wody oddziałują na siebie, przyciągając się, dlatego woda nie wylewa się, lecz tworzy wybrzuszenie nad krawędzią szklanki. 4. Klej z wody Potrzebne będą: 2 płaskie kawałki szkła (np. do mikroskopu, lusterka bez ramek itp.), woda. : Na jedno szkiełko nałóż kilka kropel wody i umieść na nim drugie szkiełko. Spróbuj rozdzielić oba szkiełka. Wnioski: Trzeba naprawdę sporej siły, żeby rozdzielić oba szkiełka. Pomiędzy cząsteczkami szkła i wody działają duże siły przyciągania, nazywane siłami adhezyjnymi. Dlatego woda spływa po szybie powoli, a np. ziarenko piasku w ogóle nie przyczepi się do szkła. 5. Czy pieprz nie lubi mydła? Potrzebne będą: woda, pieprz, mydło, talerzyk. : Do talerzyka z wodą wsyp pieprz. Następnie zamocz palec w mydle i włóż go do wody. Zaobserwuj, co dzieje się z pieprzem.

2 Wnioski: Pieprz będzie pływał na powierzchni wody, bo jest od niej lżejszy. Gdy namydlony palec włożymy do wody pieprz odpłynie na boki, wypchnięty przez mydło, które jest też lżejsze od wody. Mydło zakłóca napięcie powierzchniowe wody, po której pływa pieprz. Powierzchnia wody rozstępuje się i wypycha pieprz na brzeg talerzyka. 6. Papierowe kwiaty magia wody Potrzebne będą: kolorowy papier, talerz z wodą. : Z papieru wytnij kolorowe kwiatki z zagiętymi do środka płatkami. Ułóż je na talerzyku z wodą. Wnioski: Papier składa się z drobnych drewnianych włókien. Gdy papier staje się mokry, włókna pęcznieją i prostują się, dlatego po krótkim czasie płatki w kwiatkach otworzą się. DYFUZJA W CIECZY Potrzebne przedmioty: 2 szklanki woda zimna i gorąca atrament, zakraplacz lub cienka rurka do napojów zegarek : Do jednej szklanki nalej zimnej wody, do drugiej gorącej. Odczekaj około 1 min., żeby powierzchnia wody się uspokoiła. Do obu szklanek przy pomocy zakraplacza lub rurki, ostrożnie wprowadź w pobliże dna po 3 krople atramentu. Zanotuj czas rozpoczęcia obserwacji. Obserwacje jak zachowuje się atrament w obu szklankach? jak wytłumaczyć różnice w zależności od temperatury wody? CO WPYCHA BALON DO BUTELKI? Potrzebne przedmioty: gumowy balonik plastikowa butelka po wodzie mineralnej 1. Za pomocą gwoździa zrób w butelce otwór w pobliżu jej dna i zaklej go taśmą klejącą lub plastrem. 2. Nalej do butelki wody (prawie do pełna). 3. Na szyjkę butelki nałóż nienadmuchany gumowy balonik. 4. Odklej przylepioną uprzednio taśmę (wykonaj to nad zlewozmywakiem lub miską). Obserwacje obserwuj co dzieje się z wodą i balonem? co się dzieje z ciśnieniem powietrza znajdującego się nad powierzchnią wody podczas jej wylewania z butelki? jaka jest tego przyczyna? co wpycha balon do butelki? STATKI Potrzebne przedmioty: duży kawałek plasteliny, butelka po lekarstwie z zakrętką, drobne przedmioty (koraliki, kasza, śrut) miska z wodą, ¼ kg soli

3 1. Spróbuj położyć połowę plasteliny ostrożnie na wodzie, z drugiej połowy ulep cienkościenną łódeczkę i powtórz próbę. Zaznacz na plastelinie poziom, do którego zanurza się łódka. 2. Zakręconą butelkę połóż na wodzie, zapamiętaj stopień zanurzenia. stopniowo napełniając butelkę np. koralikami spowoduj, by zanurzenie butelki zmieniło się. 3. Nasyp do wody ¼ kg soli. Obserwacje jaki jest teraz poziom zanurzenia łódki z plasteliny? co stało się z butelką po nasypaniu do wody soli? jak wyjaśnisz zmianę poziomu zanurzenia łódki po wsypaniu soli do wody? jakie są konsekwencje tego zjawiska dla Żeglugi dalekomorskiej? Od wody morskiej do deszczowej, czyli dlaczego deszcz nie jest słony? Woda, folia ciągniona, sól kuchenna, salaterka, szklanka Salaterkę napełnij do połowy wodą i dodaj tyle soli kuchennej ile się rozpuści, dokładnie wymieszaj całość. Pośrodku salaterki ustaw pustą szklankę. Szklanka powinna stać nieruchomo w pozycji pionowej i nie powinna wystawać ponad brzeg salaterki. Nakryj salaterkę folią. W miejscu, gdzie folia rozciągnięta jest nad szklanką, połóż niewielką kostkę lub inny mały przedmiot. W tym miejscu folia powinna przybrać kształt odwróconego stożka. Po tygodniu skosztuj wodę, która zgromadziła się w szklance. Woda w salaterce uległa parowała, czyli zamieniła się w gaz. Jednak sól nie paruje tak, jak woda. Dlatego też kiedy osiada na powierzchni folii, a następnie wpada do szklanki, nie jest słona. Podobnie jest z padającym deszczem. Krzepnięcie wody co zajmuje więcej miejsca: woda czy lód? Woda, 1 zlewka Do zlewki wlej wodę dokładnie do poziomu 10 ml. Wstaw zlewkę do zamrażalnika na 4 godziny, następnie zaobserwuj zjawisko. Woda znajdująca się w temperaturze poniżej 0 C ulega zamrożeniu, czyli przechodzi w stan stały lub krystaliczny (cząsteczki wody tak się układają, że zaczynają tworzyć zorganizowaną strukturę). Forma krystaliczna zajmuje więcej miejsca niż ciecz, ponieważ objętość wody zwiększa się o 8%. Mówi się, że woda krzepnąc, rozszerza się. Dlaczego topnienie gór lodowych nie powoduje podwyższenia poziomu wód? 1 kostka lodu, 1 zlewka Do zlewki wrzuć kostkę lodu. Następnie wypełnij zlewkę wodą. Poczekaj kilka minut, aż lód stopnieje i wtedy przyjrzyj się poziomowi wody. Poziom wody nie zmienia się z dwóch powodów rozszerzania się wody oraz wyporu Archimedesa. Kiedy woda jest ciałem stałym ma większą objętość niż jako ciecz, ale jej ciężar nie zmienia się. Objętość topniejącego lodu maleje. Wypór Archimedesa jest siłą, dzięki której lód unosi się w wodzie. 92% powierzchni lodu znajduje się pod wodą, a tylko 8% wystaje ponad jej powierzchnię

4 (jak w przypadku gór lodowych). Kiedy lód się topi, te wystające 8% spływa do wody, zmniejszając swoją objętość. Dlatego też objętość całej cieczy nie zmienia się. A zatem topnienie gór lodowych nie może powodować podniesienia poziomu wód. Powoduje je topniejący śnieg znajdujący się na pokrywach lodowych. Globalne ocieplenie jest bardzo niepokojącym zjawiskiem, ponieważ wpływa na zmianę Łódź podwodna schodzi na dno morza, a potem wynurza się na powierzchnię? 1 butelka polietylenowa po wodzie, 1 długopis, plastelina, 1 spinacz, 1 kawałek taśmy klejącej Zamień długopis w miniłódź podwodną, wyciągając z niego wkład. Kawałeczkiem taśmy klejącej zatkaj maleńką dziurkę na końcu długopisu. Napełnij wodą wnętrze długopisu do około dwóch trzecich jego wysokości. Po stronie otwartej długopisu przymocuj spinacz, ewentualnie kulkę z plasteliny, aby obciążyć długopis. Zanurzając długopis w dużym szklanym naczyniu upewnij się, czy unosi się on w wodzie, a spinacz jest jego dolnej części. Jeśli długopis tonie, zmniejsz obciążenie. Przeźroczystą butelkę polietylenową (np. po wodzie mineralnej) napełnij całkowicie wodą. Włóż do niej długopis spinaczem w dół, po czym zamknij butelkę, upewniwszy się, czy nie przedostało się do niej powietrze. Ściśnij mocno butelkę, naciskając na jej środek, i obserwuj. Zmniejsz nacisk. Obserwuj. Jeśli nic się nie dzieje, dodaj nieco plasteliny i upewnij się, czy długopis cały czas unosi się w wodzie. W długopisie znajduje się powietrze i woda. Kiedy naciska się na butelkę, woda wpycha powietrze w głąb długopisu i powietrze ulega sprężeniu. Długopis wypełnia się wodą, na skutek czego staje się cięższy i tonie. Kiedy zdejmujesz ręce z butelki, sprężone powietrze wraca na miejsce i wypycha nieco wody z długopisu. Długopis staje się lżejszy i znowu unosi się w wodzie. Zjawisko to jest wykorzystywane w łodziach podwodnych. Aby łódź mogła się zanurzyć, wypełnia się wodą jej podwójny kadłub (balast). W ten sposób zwiększa się ciężar łodzi. Kiedy łódź ma wypłynąć na powierzchnię, wodę zastępuje się powietrzem. Siła wyporu jest większa od ciężaru łodzi i dlatego łódź może się wynurzyć. Podobnie funkcjonuje pęcherz pławny u ryb. Jest to mała kieszonka znajdująca się w pobliżu przewodu trawiennego - wypełnia się ona powietrzem, kiedy ryba wypływa na powierzchnię, natomiast kiedy ryba zanurza się w wodzie, pęcherz opróżnia się. Jak zrobić wielkie mydlane bańki? gliceryna, płyn do mycia naczyń, 1 zlewka, 1 probówka z trzonkiem i kółkiem, 1 szpatułka Wlej do zlewki 10 ml płynu do mycia naczyń, następnie dodaj 5 ml gliceryny i wymieszaj całość za pomocą szpatułki. Potem dolej 5 ml wody. Uzyskany roztwór przelej do niebieskiej probówki z nakładką wyposażoną w plastikowe kółko. I Dmuchając, możesz tworzyć wspaniałe bańki. Bańka składa się z cieniutkiej warstewki wody, która jest unoszona w powietrzu. Cząsteczki znajdujące się w płynie do mycia naczyń stabilizują warstewkę wody, tworząc na jej powierzchni coś w rodzaju sieci. Gliceryna jest lepkim związkiem chemicznym i często stosowana jest jako substancja smarująca w wielu produktach kosmetycznych. Dzięki lepkości gliceryny ścianki bańki stają się mocniejsze i bardziej trwałe. Trójkolorowa ciecz Gliceryna, olej roślinny 2 pipety, barwnik rozpuszczalny wodzie, 1 łyżka dozująca, 1 barwnik rozpuszczalny w oleju, 2 zlewki, 1 szpatułka

5 Do zlewki 1 wlej 15 ml oleju i dodaj 5 kropli zielonego barwnika. Wymieszaj całość, aby barwnik dokładnie rozpuścił się w oleju. Po wymieszaniu natychmiast przepłucz szpatułkę. Dolej 30 ml wody. Obserwuj, co się dzieje. Do zlewki 2 nalej 5 ml gliceryny i dodaj 3 krople barwnika rozpuszczalnego w wodzie. Zamieszaj, aby gliceryna połączyła się z barwnikiem. Zawartość zlewki 2 przelej do zlewki 1. Obserwuj zjawisko. Olej ma mniejszą gęstość niż woda i dlatego unosi się na jej powierzchni. Woda ma mniejszą gęstość niż gliceryna i dlatego wypływa na jej powierzchnię. Olej unosi się na wodzie, która z kolei pływa na powierzchni gliceryny, dzięki czemu w zlewce 2 powstają trzy różne warstwy. Gęstość danej substancji oznacza stosunek ciężaru do objętości. Na przykład kostka z korka o długości boku równej 10 cm waży nieco poniżej 0,23 kg. Jego gęstość wynosi zatem 0,23. Kostka wody o tych samych wymiarach waży 1 kg. Jej gęstość wynosi 1, co jest punktem odniesienia. Kostka ołowiu o tych samych wymiarach waży około 12 kg. Jego gęstość wynosi 12. Co jest cięższe: oliwa czy alkohol? barwnik rozpuszczalny w oleju, olej 1 łyżka dozująca, alkohol 90, 2 zlewki Do zlewki wlej 10 ml oleju i dodaj 5 kropli barwnika rozpuszczalnego w tłuszczu. Za pomocą szpatułki wymieszaj oliwę i barwnik. Do drugiej zlewki wlej 30 ml alkoholu. Za pomocą łyżki dozującej odmierz 5 ml zabarwionej oliwy i wlej ją do zlewki z alkoholem. Obserwuj. Oliwa spływa na dno zlewki. A zatem jest cięższa od alkoholu. Jak zrobić bańkę z oleju? barwnik rozpuszczalny w oleju, oliwa z oliwek 1 pipeta, alkohol 90 2 zlewki, szpatułka Do zlewki 1 wlej 30 ml (30cc) wody oraz 40 ml (40cc) alkoholu. Wymieszaj składniki Do zlewki 2 wlej 15 ml oliwy z oliwek i dodaj 5 kropli zielonego barwnika. Za pomocą szpatułki dokładnie wymieszaj całość, aby barwnik rozpuścił się w oliwie. Po wymieszaniu natychmiast przetrzyj szpatułkę. Delikatnie przelej zawartość zlewki 2 do zlewki 1. Obserwuj. Oliwa ma mniejszą gęstość niż woda, a więc unosi się na powierzchni wody. Ale za to oliwa ma większą gęstość niż alkohol, który pływa na powierzchni oliwy. W przypadku mieszanki woda/alkohol, oliwa jest pośrodku! Bańka pływająca w górę i w dół w zlewce Weź zlewkę z poprzedniego doświadczenia zawierającą kroplę oliwy zawieszoną w mieszance wody i alkoholu. Delikatnie dolej 10 ml wody. Obserwuj. Delikatnie dolej 10 ml alkoholu i zamieszaj. Obserwuj. Po dodaniu wody zwiększa się średnia objętość mieszanki wody i alkoholu. Właśnie dlatego bańka oliwy unosi się. Po dodaniu alkoholu bańka opada na dno zlewki. Mieszanka wody i alkoholu ma zatem mniejszą gęstość niż oliwa.

6 Atrament sympatyczny Można napisać wiadomość za pomocą niewidzialnej cieczy (podobnej do wody), a następnie użyć wywoływacza, dzięki któremu wiadomość będzie mogła zostać odczytana. Ta niewidzialna ciecz nosi nazwę atramentu sympatycznego. kwasek cytrynowy, wykałaczka bądź piórko 1 zlewka, kartka papieru maszynowego, 1 miniłyżeczka Do zlewki wsyp 2 miniłyżeczki kwasku cytrynowego i dolej 10 ml wody. Mieszaj całość za pomocą szpatułki do czasu, aż roztwór stanie się jednolity. Zamiast kwasku cytrynowego można użyć octu (zawiera kwas octowy) lub soku z cytryny. W roztworze zanurz wykałaczkę (lub piórko) i na kartce papieru napisz sekretną wiadomość. Regularnie zanurzaj wykałaczkę w kwaśnym roztworze. Przysuń kartkę blisko źródła ciepła (toster), aby móc odczytać wiadomość. Kiedy przysuwa się papier blisko źródła ciepła, ulega on szybkiemu zwęgleniu dzięki obecności kwasu. W pierwszej kolejności papier brązowieje w tym miejscu, w którym ma kontakt z kwasem.