Πειράματα Επιστήμης Πυκνότητας Νερού

Η πυκνότητα μετράται ως ο λόγος της μάζας ενός υλικού σε σύγκριση με τον όγκο του και αποτελεί σημαντική ιδιότητα των υλικών. Όλα τα υλικά έχουν τη δική τους συγκεκριμένη πυκνότητα, η οποία μερικές φορές μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του υλικού και την πρόβλεψη των ιδιοτήτων του. Το νερό είναι ένα κοινό, καθημερινό υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δείξει πολλά χρήσιμα και ενδιαφέροντα μαθήματα σχετικά με την πυκνότητα.

Το νερό και το λάδι δεν αναμιγνύονται. Αυτό είναι ένα πολύ γνωστό φαινόμενο που είναι στην πραγματικότητα μια απεικόνιση του τρόπου με τον οποίο συμπεριφέρονται υγρά διαφορετικών πυκνότητας μεταξύ τους. Τα υγρά με χαμηλές πυκνότητες θα επιπλέουν σε αυτά με υψηλότερες πυκνότητες. Βάλτε λίγο χρωματισμό τροφίμων σε λίγο νερό για να το καταστήσετε ευκολότερο να το δείτε και, στη συνέχεια, ανακατέψτε το σε ένα ποτήρι με ίσους όγκους σιροπιού καλαμποκιού και φυτικού ελαίου. Περιμένετε και παρακολουθήστε καθώς τα υγρά διαχωρίζονται. Ποιο είναι στην κορυφή; Τι σας λέει για την πυκνότητα του νερού; Δοκιμάστε το με διαφορετικά υγρά ή χημικά για ένα πιο περίπλοκο πείραμα.

Δεδομένου ότι η πυκνότητα του νερού είναι γνωστή, μπορεί κανείς να το χρησιμοποιήσει για να μάθει για τις πυκνότητες άλλων αντικειμένων. Πάρτε τρία ποτήρια και ρίξτε λίγο νερό σε ένα, σιρόπι καλαμποκιού σε άλλο και φυτικό λάδι στο τελευταίο. Στη συνέχεια, πάρτε μερικά μικρά αντικείμενα που έχουν το ίδιο μέγεθος, όπως ένα κομμένο χαρτί ή φύλλο, μια μικρή πέτρα ή έναν φελλό. Βάλτε αυτά τα αντικείμενα σε κάθε ποτήρι και παρακολουθήστε τι συμβαίνει. Εάν το αντικείμενο επιπλέει, τότε η πυκνότητά του είναι μικρότερη από εκείνη του υγρού. Αυτή η διαδικασία, αν και χρησιμοποιούνται διαφορετικά υγρά, μερικές φορές χρησιμοποιείται για την εύρεση του ειδικό βάρος από παράξενα σχήματα αντικειμένων με άγνωστες πυκνότητες, όπως τραχύι πολύτιμοι λίθοι.

Οι μαθητές που έχουν πάει στον ωκεανό πιθανότατα θα γνωρίζουν ότι είναι πολύ πιο εύκολο να επιπλέουν στο αλμυρό νερό από το γλυκό νερό. Αυτό συμβαίνει επειδή το αλμυρό νερό είναι πολύ πιο πυκνό από το γλυκό νερό και τα αντικείμενα επιπλέουν όταν είναι λιγότερο πυκνά από την ουσία στην οποία επιπλέουν. Τα ιόντα στα άλατα διαλύονται καλά στο νερό, προσθέτοντας περισσότερη μάζα αλλά δεν επηρεάζουν πολύ τον όγκο. Πάρτε δύο μικρά ποτήρια νερού και προσθέστε αλάτι σε ένα. Θα χρειαστείτε λίγο αλάτι, τουλάχιστον αρκετές κουταλιές της σούπας. Ανακατέψτε για να διαλύσετε το αλάτι και, στη συνέχεια, τοποθετήστε ένα άψητο αυγό σε κάθε ποτήρι. Εάν γίνει σωστά, τα ποτήρια φαίνονται πανομοιότυπα, αλλά το αυγό στο ποτήρι αλμυρού νερού επιπλέει.

Η πυκνότητα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας. Το ζεστό νερό είναι λιγότερο πυκνό από το κρύο νερό και μπορείτε να το αποδείξετε με πολύ οπτικό τρόπο. Πάρτε δύο μικρά βάζα με νερό, ένα ζεστό και ένα κρύο και βάλτε το χρώμα σε κάθε ένα, ώστε να είναι εύκολα ορατά. Βάλτε ένα λεπτό κομμάτι χαρτόνι πάνω από το στόμα του βάζου με ζεστό νερό και γυρίστε το ανάποδα. Στη συνέχεια, βάλτε το στο στόμα του βάζου με κρύο νερό και αφαιρέστε το χαρτόνι. Για μικρό χρονικό διάστημα, τα χρώματα θα παραμείνουν ξεχωριστά επειδή το νερό στην κορυφή έχει χαμηλότερη πυκνότητα. Αυτό το πείραμα μπορεί να είναι λίγο ακατάστατο, οπότε λάβετε προφυλάξεις. Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα σταγονόμετρο για να βάλετε μικρές ποσότητες ζεστού νερού σε ένα ποτήρι κρύου νερού και να παρακολουθήσετε τι συμβαίνει. Το κρύο νερό είναι πιο πυκνό από το ζεστό νερό, αλλά ο πάγος επιπλέει. Γιατί νομίζετε ότι είναι αυτό;