Вам знакомо завораживающее ощущение от наблюдения за лавовой лампой с ее большими цветными пузырьками, которые опускаются, поднимаются и изменяются?

Действие, которое вы видите, на самом деле является забавным научным экспериментом, поскольку оно вызвано плотностью и полярностью веществ.

С помощью этого проекта вы можете сделать свою (временную) лавовую лампу своими руками из хозяйственных материалов! Это просто и безопасно, и выглядит очень круто.

Что вам нужно:

• Фляжка или пустая бутылка для воды (подойдет прозрачная пластиковая бутылка).

•Растительное масло

•Вода

•Пищевой краситель

• Алка-зельтцер

Порядок действий:

1. Заполните колбу растительным маслом, оставив немного места для воды

2. Добавьте воды. Вода опустится на дно под маслом и будет выглядеть как маленькие прозрачные капли.

3. Добавьте несколько капель пищевого красителя; цвета на ваш выбор. Пищевой краситель на водной основе, поэтому он также тонет и окрашивает воду, которая сейчас находится на дне колбы.

4. Разбейте таблетку алка-зельтцера на несколько маленьких кусочков и бросьте их в колбу по одному.

5. Наблюдайте, как ваша лавовая лампа начинает работать! По мере замедления реакции просто добавьте еще алка-зельтцера.

Что случилось:

Лавовая лампа работает благодаря двум различным научным принципам: плотности и полярности.

• Плотность — это мера того, насколько вещество компактно - сколько его умещается в определенном пространстве.

(Научное уравнение: плотность = масса / объем.)

Если вы измерите равный объем масла и воды, вы обнаружите, что вода тяжелее того же количества масла. Это потому, что молекулы воды упакованы более плотно; чашка воды на самом деле имеет большую массу, чем чашка масла.

Поскольку вода более плотная, чем масло, она опустится на дно, когда их поместят в один контейнер. На плотность влияет температура: чем горячее жидкость, тем менее плотной она будет.

• Полярность предотвращает смешивание масла и воды.

Молекулы воды «полярны», потому что они имеют неоднородный электрический заряд, который притягивает другие атомы. Конец молекулы с двумя атомами водорода заряжен положительно. Другой конец, с кислородом, заряжен отрицательно.

Так же, как в магните, где северные полюса притягиваются к южным полюсам («притягиваются противоположности»), положительный конец молекулы воды будет соединяться с отрицательным концом других молекул.

Однако молекулы масла неполярны - у них нет положительного или отрицательного заряда, поэтому они совершенно не притягиваются к молекулам воды. Вот почему масло и вода не смешиваются!

Настоящие лавовые лампы используют полярную и неполярную жидкость, как и наша самодельная. Однако в реальном масштабе жидкости гораздо ближе друг к другу по плотности, чем растительное масло и вода.

Более плотная жидкость опускается на дно, но свет лавовой лампы нагревает ее до тех пор, пока она не расширится и не станет менее плотной, заставляя ее подниматься вверх. По мере удаления от источника тепла она остывает, снова становится более плотной, и идёт на дно; затем цикл начинается сначала.

В нашей самодельной лавовой лампе вместо света мы использовали алка-зельтер для питания лампы.

Алка-зельтцер реагирует с водой с образованием пузырьков углекислого газа. Они прилипают к каплям воды. Комбинация вода / газ менее плотная, чем масло, поэтому они поднимаются к верху колбы.

Вверху пузырьки газа лопаются и уходят в воздух, позволяя плотной воде снова опускаться на дно.

Лавовые лампы, работающие от тепла, сложнее сделать, и они могут использовать более опасные материалы. Вы можете довольно безопасно экспериментировать с такими вещами, как медицинский спирт, минеральное масло или масло для ламп.

Другие проекты по исследованию плотности

Радуга

Зная плотность жидкости, вы можете легко «уложить» несколько жидкостей друг на друга! Используйте пищевой краситель, чтобы нарисовать радугу из цветов.

Что вам нужно:

• Жидкости разной плотности: мед, кукурузный сироп, мыло для посуды, вода, растительное масло, медицинский спирт.

• Градуированный цилиндр, высокий стакан или банка

• Пипетки (капельницы)

• Пищевой краситель

Порядок действий:

1. Налейте пару сантиметров (или сколько хотите) меда на дно цилиндра или стакана.

2. Используйте пищевой краситель, чтобы окрасить немного кукурузного сиропа (если он светлый, оставьте коричневый, если он темный). Медленно и осторожно налейте 2,5 см кукурузного сиропа поверх меда.

3. Раскрасьте немного жидкого мыла для посуды и осторожно добавьте дюйм сверху кукурузного сиропа. Возможно, вам будет проще использовать для этого пипетку, чем наливать.

4. Затем с помощью пипетки добавьте 2,5 см цветной воды поверх средства для мытья посуды.

5. Вы не сможете окрасить растительное масло, потому что пищевой краситель на водной основе, а вода и масло не смешиваются! Добавьте масла поверх воды.

6. Завершите с помощью цветного медицинского спирта. (Если у вас есть ламповое масло, вы также можете добавить его сверху).

7. Вуаля! - красивая радуга из сложенных жидкостей!

Что случилось:

Каждая из использованных вами жидкостей имела разную плотность. Вы добавляли их в цилиндр в порядке от наиболее плотного (мед) до наименее плотного (медицинский спирт).

Поскольку каждая новая жидкость была менее плотной, чем предыдущая, она плавала сверху, а не смешивалась. Если хотите, можете попробовать другие жидкости!

Чтобы выяснить, где ваша новая жидкость поместится в колонке, вы можете измерить плотность всех жидкостей. Отмерьте точно равный объем каждой жидкости и взвесьте (обязательно вычтите вес емкости). Даже если количество жидкости такое же, более плотные будут тяжелее.

(Плотность = масса / объем.)