Eksperymenty naukowe dotyczące gęstości wody

Gęstość jest mierzona jako stosunek masy materiału do jego objętości i jest ważną właściwością materiałów. Wszystkie materiały mają swoją specyficzną gęstość, którą czasami można wykorzystać do identyfikacji materiału i przewidywania jego właściwości. Woda jest powszechnym, codziennym materiałem, który można wykorzystać do zademonstrowania wielu użytecznych i interesujących lekcji na temat gęstości.

Woda i olej nie mieszają się; jest to dobrze znane zjawisko, które w rzeczywistości jest pokazem tego, jak zachowują się ze sobą ciecze o różnych gęstościach. Ciecze o niskiej gęstości będą unosić się na tych o większej gęstości. Dodaj trochę barwnika spożywczego do wody, aby było lepiej widać, a następnie wymieszaj w zlewce z równymi objętościami syropu kukurydzianego i oleju roślinnego. Poczekaj i obserwuj, jak płyny się rozdzielają. Który jest na górze? Co to mówi o gęstości wody? Wypróbuj to z różnymi płynami lub chemikaliami, aby uzyskać bardziej złożony eksperyment.

Ponieważ gęstość wody jest dobrze znana, można ją wykorzystać do poznania gęstości innych obiektów. Weź trzy zlewki i wlej trochę wody do jednej, syropu kukurydzianego do drugiej i oleju roślinnego do ostatniej. Następnie weź kilka małych przedmiotów mniej więcej tej samej wielkości, takich jak zwinięty w kulkę kawałek papieru lub folii, mały kamyczek lub korek. Włóż te przedmioty do każdej zlewki i obserwuj, co się dzieje. Jeśli obiekt unosi się, jego gęstość jest mniejsza niż gęstość cieczy. Ta procedura, chociaż używane są różne płyny, jest czasami używana do znalezienia środek ciężkości przedmiotów o dziwnych kształtach o nieznanej gęstości, jak szorstkie kamienie szlachetne.

Uczniowie, którzy byli w oceanie, prawdopodobnie wiedzą, że dużo łatwiej jest pływać w słonej wodzie niż w słodkiej. Dzieje się tak, ponieważ słona woda jest znacznie gęstsza niż woda słodka, a przedmioty unoszą się, gdy są mniej gęste niż substancja, w której pływają. Jony w solach dobrze rozpuszczają się w wodzie, dodając więcej masy, ale nie wpływając zbytnio na objętość. Weź dwie małe zlewki z wodą i dodaj sól do jednej. Potrzebujesz trochę soli, co najmniej kilka łyżek stołowych. Wymieszaj, aby rozpuścić sól, a następnie umieść niegotowane jajko w każdej zlewce. Jeśli zrobisz to poprawnie, zlewki wyglądają identycznie, ale jajko w zlewce ze słoną wodą unosi się.

Gęstość zależy od kilku czynników, w tym temperatury. Gorąca woda jest mniej gęsta niż zimna i można to zademonstrować w bardzo wizualny sposób. Weź dwa małe słoiki z wodą, jeden gorący i jeden zimny, i umieść w każdym z nich barwnik spożywczy, aby były dobrze widoczne. Przykryj ujście słoika z gorącą wodą cienkim kawałkiem tektury i odwróć go do góry nogami. Następnie umieść go na otworze słoika z zimną wodą i wyjmij karton. Przez krótki czas kolory pozostaną oddzielne, ponieważ woda na górze ma mniejszą gęstość. Ten eksperyment może być nieco niechlujny, więc zachowaj środki ostrożności. Alternatywnie możesz użyć zakraplacza, aby wlać niewielką ilość gorącej wody do zlewki z zimną wodą i obserwować, co się dzieje. Zimna woda jest gęstsza niż gorąca, ale lód pływa. Jak myślisz, dlaczego tak jest?