Kilka informacji…
Wszystkie ciała są zbudowane z atomów. Atomy mogą łączyć się ze sobą, tworząc cząsteczki. Cząsteczki różnych substancji są różnych rozmiarów. Cząsteczki i atomy, z których zbudowana jest materia są w nieustannym ruchu.
Dyfuzja to samorzutne rozprzestrzenianie cząsteczek jednej substancji w drugiej. W wyniku dyfuzji następuje mieszanie się różnych substancji. Im wyższa jest temperatura, tym szybciej cząsteczki poruszają się.
Siły spójności to siły działające między cząsteczkami tej samej substancji (np. cząsteczki wody z cząsteczkami wody).
Siły przylegania, to siły oddziaływania między cząsteczkami różnych substancji (np. cząsteczki wody z cząsteczkami szkła).
Napięcie powierzchniowe jest skutkiem występowania sił spójności.
Zachęcamy do samodzielnego wykonania kilku prostych doświadczeń:
Doświadczenie 1. Przygotuj dwa przeźroczyste naczynia. Do jednego wlej zimną, a drugiego ciepłą wodę. Następnie do każdego z naczyń wlej po kilka kropel atramentu. Zaobserwuj, w którym naczyniu woda wymiesza się szybciej z atramentem?
Doświadczenie 2. Pasek papieru zginamy w taki sposób, żeby można było położyć na nim spinacz. Następnie trzymając za końce papieru kładziemy spinacz na powierzchni wody, a papier ostrożnie wyjmujemy.
Można na powierzchni wody ułożyć więcej spinaczy, wykorzystując do tego celu zamiast paska papieru zwykły widelec. Woda ma „skórę” czyli napięcie powierzchniowe, które pozwala nartnikom biegać po wodzie, a naszemu spinaczowi, mimo że jest metalowy, unosić się na jej powierzchni. Im większa jest powierzchnia styku, tym łatwiej położyć przedmiot na wodzie. W przyrodzie wykorzystują to lilie wodne.
Doświadczenie 3. Na małą podstawkę kładziemy monetę. Następnie za pomocą pipety umieszczamy na powierzchni monety kolejne kropelki wody. Liczymy, po której kropelce woda przeleje się z pieniążka na podstawkę?
Autorem filmów jest Michał Świerc z klasy 7
Zdjęcia uczniów
Doświadczenie 4. Na stole kładziemy dwie kolorowe, zalaminowane kartki. Jedną smarujemy płynem do mycia naczyń, drugą oliwą. Na każdej z kartek umieszczamy za pomocą pipety dużą kroplę wody i obserwujemy jak każda z nich się zachowuje? Na kartce posmarowanej oliwą woda przyjmuje kształt kulisty, a na posmarowanej płynem do naczyń rozpływa się. Dzieje się tak dlatego, że na kartce pokrytej oliwą siły spójności (działające między cząsteczkami wody) są większe od sił przylegania działającymi między wodą, a natłuszczoną kartką. W przypadku drugiej kartki jest odwrotnie.
Doświadczenie 5. Do pojemnika wypełnionego wodą wsypujemy dwie, trzy szczypty maku. Następnie zanurzamy koniec patyczka do czyszczenia ucha w płynie do mycia naczyń i umieszczamy go w środku pływającego po wodzie maku.
Mak „ucieknie” w stronę zewnętrznych ścianek naczynia, ponieważ płyn do mycia naczyń znajdujący się na końcu patyczka zmniejszył napięcie powierzchniowe wody.
Doświadczenie 6. Do talerzyka nalewamy tak jak w poprzednim doświadczeniu odrobinę mleka 3,2{f14bd86a938ae3aa2c53b15596883ef246d01565608191538d091794600b72b1} tłuszczu. Tym razem wkraplamy do mleka (w różnych miejscach) po kilka kropelek różnobarwnych atramentów. Zamiast atramentu można wykorzystać rozpuszczone w małej ilości wody barwniki do jaj. Następnie zanurzamy w kilku miejscach patyczek nasączony płynem do mycia naczyń. Barwniki zaczynają się mieszać, tworząc kolorową mozaikę na mleku.
Mleko zawiera tłuszcz, zatem zabarwione kropelki wody nie mieszają się z nim. Wkraplając do mleka detergent, osłabiamy napięcie powierzchniowe powodując, że zabarwione kropelki mogą się rozpływać.
Opis wybranych doświadczeń pochodzi z artykułu:
Raczkowska-Tomczak Krystyna, Juńczyk Irena, Opaska Aleksandra, Pejčochová Vera; Biuletyn Polskiego Stowarzyszenia Nauczycieli Przedmiotów Przyrodniczych „Woda pod napięciem”, Nauczanie Przedmiotów Przyrodniczych, tom 68, 2/2019, Toruń 2019, s.22-30