Сергей Болушевский - 100 научных опытов для детей и взрослых в комнате, на кухне и на даче
Что потребуется: воздушный шарик, свеча, спички или зажигалка, вода.
Опыт
Налей в воздушный шарик столько воды, чтобы по размеру он напоминал большой грейпфрут. Завяжи конец шарика в узел, чтобы из него не могла просочиться ни одна капля воды. Зажги свечу и приступай к главному этапу эксперимента. Возьми шарик за узел в правую руку и поднеси его к пламени. Подержи его над огнём несколько секунд, а затем убери. Повтори несколько раз. Не забудь потушить свечу, когда закончишь эксперимент.
Результат
Шарик действительно кажется огнеустойчивым! Что за волшебство? Почему он не лопнул?
Объяснение
В ходе эксперимента ты наблюдал физический процесс, который называется поглощением теплоты. Жидкость внутри шарика будет так быстро поглощать тепло пламени, что огонь не сможет повредить резину мгновенно.
Сжатие алюминиевой банки
Кажется, что сжать обыкновенную алюминиевую банку без усилий невозможно. Однако это не так: немного смекалки, знание физических законов и опыт, описанный ниже, помогут тебе в этом.
Что потребуется: пустая алюминиевая банка, резиновая пробка, кухонные прихваты, ёмкость из термостекла, чашка с холодной водой.
Опыт
В пустую алюминиевую банку добавь небольшое количество горячей воды (100–200 миллилитров) и поставь её на включённую конфорку плиты. Доведи воду до кипения (над отверстием банки должен появиться пар), выключи плиту и осторожно сними банку. Используй кухонные прихваты! Герметично закрой отверстие банки резиновой пробкой. Поставь банку в ёмкость из термостекла и начни осторожно поливать её холодной водой из чашки.
Результат
Спустя несколько секунд банка начала деформироваться. Трудно поверить, но она действительно сжалась буквально на глазах и без каких-либо дополнительных усилий. Невероятно!
Объяснение
Во время кипения воды в банке образуется пар. Под действием холодной воды он превращается в воду. Этот процесс проходит с уменьшением объёма (пар занимает больший объём, чем жидкость), давление внутри банки резко понижается. Алюминий не настолько прочен, как, например, стекло. Банка, закрытая пробкой, стремится принять форму, которая компенсирует изменение объёма, то есть сжимается.
Медное дерево
Растения в доме есть почти у каждого. Однако твой домашний ботанический сад можно разнообразить необычным деревом, стержень которого будет сделан из графита, а ветки – из блестящих красных кристаллов меди. Если ты захотел вырастить такое химическое «растение», всю необходимую информацию найдёшь в этом опыте.
Что потребуется: медный купорос, поваренная соль, толстый графитовый стержень (из батарейки или толстого карандаша), поролон, алюминиевая проволока, высокий стакан, липкая лента.
Опыт
Для начала приготовь два раствора: один – с медным купоросом и солью, второй – только с солью. Для этого налей в стакан примерно 100 миллилитров воды и раствори в ней столовую ложку с горкой медного купороса и столько же соли. В результате получится раствор насыщенного синего цвета. Второй раствор нужно готовить из соли и воды. Раствори в 100 миллилитрах жидкости столько соли, сколько сможешь. В итоге ты получишь насыщенный прозрачный раствор. Затем в отдельный высокий стакан залей часть синего раствора. Жидкость должна занимать чуть меньше половины объёма стакана.
Для опыта тебе понадобится высокий стакан. Вырежи поролоновый кружок толщиной более 5 миллиметров, с диаметром, равным внутреннему диаметру этого стакана. Кружок должен плотно помещаться в сосуд, между ним и стенками не должно быть зазоров. Посередине кружка вырежи отверстие и вставь в него толстый графитовый стержень. На верхнюю часть стержня намотай не менее пяти витков алюминиевой проволоки. Чтобы она плотно прилегала к стержню, закрепи её верхнюю часть с помощью липкой ленты.
Погрузи графитовый стержень в синюю жидкость. Нижнюю часть поролонового кружка также опусти в раствор, воздушной прослойки быть не должно. Сверху налей насыщенный раствор поваренной соли. Если ты всё сделал правильно, то поролоновая прослойка будет препятствовать смешению двух жидкостей. Оставь эту конструкцию на несколько часов.
Результат
По истечении некоторого времени алюминиевая проволока покроется мелкими пузырьками газа. Одновременно с этим раствор под поролоновой прослойкой будет изменять окраску. Сначала из синего он превратится в коричневый, затем и вовсе почернеет, спустя несколько часов жидкость начнёт бледнеть. С графитовым стержнем также начнут происходить изменения. На той его части, которая была опущена в синий раствор, «вырастут» ветки красновато-кирпичного цвета. К концу опыта весь графитовый стержень покроется кристаллами разных размеров. Самые крупные из них появятся внизу стержня. Почему так происходит?
Объяснение
В стеклянном сосуде происходят особые реакции, в ходе которых алюминий растворяется, а из раствора медного купороса выделяется медь. Медь осаждается на графитовом стержне, в итоге он превращается в диковинное дерево с чёрным стволом и кирпично-красными ветками.
Свечной маятник
Из обыкновенной свечи и металлической спицы ты легко можешь сделать необычное устройство – свечной маятник. Интересно? Тогда за дело!
Что потребуется: два бокала, свеча длиной 15–20 сантиметров с диаметром основания 1,5–2 сантиметра, металлическая спица, спички или зажигалка.
Опыт
Нижний конец длинной свечи очисти от парафина и проткни её посередине металлической спицей. Аккуратно положи спицу со свечой на края двух бокалов. Подожги свечу с двух сторон и наблюдай, что произойдёт. Ждать придётся недолго – пока не упадут первые капли парафина.
Результат
Парафин расплавился и начал капать – свечной маятник пришёл в движение. Он остановится, когда свеча догорит.
Объяснение
В процессе горения со свечи неравномерно стекает расплавленный парафин. Когда капли парафина падают с правой стороны, она становится легче, чем левая, и поднимается вверх. К этому времени парафин успевает расплавиться на левой стороне – теперь она устремляется вверх.
Благодаря такому стеканию парафина – то справа, то слева – свечной маятник начинает раскачиваться. Если его на мгновение остановить, колебания возобновятся через небольшой промежуток времени.
Гейзер из газировки
Смешав популярные мятные леденцы с ещё более популярным газированным напитком, можно создать гейзер, который будет фонтанировать более чем на 5 метров.
Что потребуется: упаковка мятных леденцов Mentos, двухлитровая пластиковая бутылка с «Кока-Колой», квадратный лист картона размером 5*5 сантиметров, пробирка или длинный флакон.
Опыт
Помести содержимое упаковки Mentos в пробирку и накрой её горлышко небольшим листом картона. Открой двухлитровую бутылку с «Кока-колой» и размести пробирку с мятными леденцами вверх дном над горлышком бутылки. Между горлышками бутылки и пробирки должен находиться лист картона. Вытяни картон из-под пробирки. Всё её содержимое должно оказаться внутри бутылки с «Кока-колой». Постарайся сделать это как можно быстрее и убежать на безопасное расстояние, иначе ты будешь облит напитком.
Результат
Как только леденцы окажутся в бутылке с «Кока-колой», начнётся бурное выделение газа. Из горлышка вырвется столб жидкости, смешанной с газом, словно настоящий гейзер. В чём причина такого поведения напитка?
Объяснение
При контакте «Кока-Колы» с леденцами происходит быстрое выделение углекислого газа – главного компонента «шипучки». Он плохо растворяется в воде и пытается улететь из раствора. Но в обычном состоянии, при открытой бутылке, газ из напитка выходит медленно, потому что стенки посуды гладкие. Неровности способствуют его выделению из жидкости.
Шероховатая поверхность леденцов идеально подходит для резкого высвобождения растворённого газа из жидкости. Большое количество этих леденцов способствует и энергичному выделению растворённого углекислого газа. Диетическая «Кока-Кола» подходит для эксперимента лучше всего, потому что в ней содержится кукурузный сироп, подавляющий преждевременное выделение газа.
