Сергей Болушевский - 100 научных опытов для детей и взрослых в комнате, на кухне и на даче
Необычное гашение свечи
Загасить горящую свечу можно разными способами. А что ты скажешь, если мы научим тебя гасить пламя с помощью воздуха? Интересно? Тогда приступай к следующему опыту.
Что потребуется: пищевая сода, 9 %-ный раствор уксусной кислоты или уксусная эссенция, невысокая свеча, пятилитровая ёмкость из-под питьевой воды, спички.
Опыт
В пустую пятилитровую ёмкость из-под питьевой воды засыпь небольшое количество пищевой соды, затем добавь в неё немного уксусной кислоты или эссенции. Оставь ёмкость на время, пока выделение газа полностью не закончится. В ходе проведения опыта можно не закрывать бутыль.
На следующей стадии опыта тебе понадобится невысокая свеча. Зажги фитиль, затем возьми пластмассовую ёмкость, в которой закончилась химическая реакция, поднеси горлышко бутылки к пламени горящей свечи и «полей» огонь содержимым емкости, словно в ней есть вода. Наблюдай за тем, как горит свеча.
Результат
Как только уксусная кислота соприкасается с содой, мгновенно начинается химическая реакция с выделением углекислого газа. Спустя некоторое время она прекращается. В сосуде нет ничего, кроме небольшого количества воды. Как только ты начинаешь «поливать» воздухом из банки пламя горящей свечи, огонь тут же гаснет! Почему?
Объяснение
Кислород поддерживает горение, а в атмосфере, насыщенной углекислым газом, горение не происходит. В результате реакции соды и уксуса выделяется углекислый газ. Как и кислород, он не имеет ни цвета, ни запаха. Несмотря на то что ты его не видишь, он заполняет весь объём пластмассовой ёмкости. Когда ты «поливаешь» горящую свечу углекислым газом, скопившимся в бутыли, он «заливает» пламя свечи и не даёт ей гореть дальше.
Непромокаемый песок
Может ли песок, брошенный в воду, остаться сухим? Выполни следующий опыт и убедись, что это не вымысел!
Что потребуется: просеянный и высушенный мелкий песок (его можно купить в зоомагазине), средство для защиты обивки мебели от пятен или водоотталкивающий спрей для обуви, небольшая пластмассовая ёмкость, стеклянная миска, контейнер, лист бумаги, вода.
Опыт
Опыт следует выполнять в хорошо проветриваемом помещении либо на улице. Помести песок в небольшую пластмассовую ёмкость, равномерно распредели его тонким слоем. Распыли на песок средство для защиты обивки мебели от пятен или водоотталкивающий спрей для обуви. Тщательно перемешай песок, дай ему высохнуть. Снова распредели песок тонким слоем и распыли аэрозоль, дай песку высохнуть. Повтори эту операцию 3–4 раза. Песок для экспери-
мента готов! Для удобства высыпь его в отдельный небольшой контейнер. Наполни стеклянную миску водой почти доверху и высыпь в неё песок. Опусти руку в миску, зачерпни песочную массу. Достань её из воды и изучи.
Результат
Песок оказался абсолютно сухим. Высыпь его на лист бумаги, чтобы убедиться в этом дополнительно. Теперь ты можешь удивить своих друзей волшебным песком, который не намокает в воде! Так что ты старался не зря! В чём секрет этого удивительного физического явления?
Объяснение
Всё дело в особом свойстве соединений, которые входят в состав аэрозолей для защиты обивки мебели от пятен и водоотталкивающего спрея для обуви. Если нанести их на любую поверхность, она станет гидрофобной, то есть не будет смачиваться водой. Ты обработал этими веществами каждую песчинку, поэтому песок не намок.
Как вскипятить воду с помощью льда?
Думаешь, воду можно вскипятить только в чайнике? Ошибаешься! Выполнив следующий эксперимент, ты сможешь сделать это с помощью льда!
Что потребуется: стеклянная бутылка с закручивающейся пробкой объёмом 0,5 литра, стеклянная банка объёмом 1 литр, ёмкость из огнеупорного стекла с водой, плита, кухонные прихваты, вода.
Опыт
Наполни пустую стеклянную бутылку водой на одну треть. Включи плиту, поставь на зажжённую конфорку ёмкость из огнеупорного стекла с водой. Помести в неё бутылку. Дождись, когда вода в бутылке закипит. Как только это произойдёт, надень кухонные прихваты и достань бутылку. Не забудь выключить плиту!
Поставь бутылку с нагретой водой на стол, подожди 1 0 секунд, чтобы она немного остыла. Прихваты не снимай!
Завинти крышку, переверни бутылку и помести её в банку так, чтобы дно располагалась строго горизонтально. Сейчас всё готово для того, чтобы продолжить кипение воды, но уже с помощью охлаждения! Для этого на дно перевёрнутой бутылки положи кубики льда и немного подожди.
Результат
Спустя несколько секунд вода в бутылке действительно закипела, словно кто-то невидимый нагрел сосуд. В чём секрет этого чуда?
Объяснение
На самом деле в нагревании воды с помощью льда нет ничего необычного. При кипении жидкости образуется пар. Бутылка закрыта крышкой, поэтому пар не может выйти наружу. Когда ты поместил лёд на дно бутылки, пар охладился и начал превращаться в жидкость. Пар занимал больший объём, чем образовавшаяся жидкость, поэтому давление внутри бутылки падает. Известно, что температура кипения зависит от давления. При нормальном давлении вода кипит при температуре +100 °C, при пониженном (например в горах) – при +80 °C и даже +60 °C! Превращение пара в жидкость понизило давление внутри бутылки, и той температуры, до которой остыла вода, стало достаточно для её кипения!
Самоходные стаканчики
Механика – это раздел физики, который изучает движение тел. Скучно и не интересно? Выполни опыт, описанный ниже, чтобы убедиться в обратном!
Что потребуется: два бумажных стаканчика с крышками, широкий скотч, три тонких резиновых кольца длиной 7–8 сантиметров, трубочка для коктейлей, скрепка, ножницы, карандаш, металлическая шайба диаметром 0,5 сантиметра, крупная бусина, монета номиналом 1 рубль.
Опыт
Переверни стаканчики, на донышках ровно посередине обведи монету. По нарисованным контурам вырежи отверстия. Соедини стаканчики донышками друг с другом и обмотай их широким скотчем. Вставь карандаш в отверстия каждой крышки, чтобы сделать их шире. Достань карандаш.
Возьми два резиновых кольца. В первое продень второе. Правый конец продетого кольца пропусти через левый и затяни. Таким же способом соедини второе кольцо с третьим. У тебя должна получиться длинная резинка с двумя узлами, как на рисунке. Закрой стаканчики крышками, опусти резинку в отверстие первой крышки – она пройдёт сквозь соединённые стаканчики – и вытяни через отверстие второй крышки. С одной стороны зацепи за резинку канцелярскую скрепку, с другой – протяни резинку через шайбу, затем – бусину. Бусина должна быть достаточно крупной, чтобы шайба не спадала. В получившуюся резиновую петельку вставь коктейльную трубочку. Вращай трубочку по часовой стрелке, чтобы закрутить резинку. Положи полученную конструкцию на плоскую горизонтальную поверхность. Наблюдай за тем, что происходит.
Результат
После того как ты закрутил резинку и положил конструкцию на плоскую поверхность, она пришла в движение. Интересно, почему?
Объяснение
Кольцо, которое ты закрутил с помощью трубочки, деформируется – растягивается и наматывается само на себя. В таком кольце заключена энергия, которой можно воспользоваться в будущем. Когда ты кладёшь конструкцию на плоскую поверхность и отпускаешь трубочку, резиновое кольцо начинает разматываться – устройство движется. Его приводит в движение смещение бусины, которое перемещает центр тяжести всей конструкции.
Двигатель из алюминиевой банки
Более 2000 лет назад древнегреческий математик и механик Герон придумал удивительный двигатель – паровую турбину. Ты можешь познакомиться с принципом работы турбины не выходя из дома!
Что потребуется: пустая алюминиевая банка из-под «Кока-Колы», шило, рыболовная леска, свеча или пиала со спиртом, спички, скотч, вода.
Опыт
В верхней части алюминиевой банки с помощью шила проделай два отверстия друг напротив друга. Они должны располагаться на 1–2 сантиметра выше воображаемой горизонтальной линии, которая делит банку пополам. Отверстия должны быть сделаны под небольшим углом и направлены в противоположные стороны. Для этого шило в месте прокола первого отверстия держи не перпендикулярно поверхности банки, а под углом 45° вправо. Второе отверстие также сделай под углом 45° вправо. Наполни банку водой наполовину, верхнее отверстие заклей скотчем. С помощью рыболовной лески подвесь её за алюминиевое кольцо, чтобы она могла свободно вращаться и располагалась не слишком высоко над столом. Под банкой размести свечу или пиалу со спиртом. Зажги свечу или подожги спирт. Подожди 10–15 минут, пока огонь не нагреет содержимое банки. Будь терпеливым и наблюдай за тем, что произойдёт.
