Химия, биология и физика – каждая их этих наук необычайно красива и увлекательна. И дело даже не в стройности формул, а в удивительных опытах и экспериментах. Самые интересные среди них представлены в приведенной ниже подборке.
Опыты при изучении свойств воды
Изучением воды люди занимаются на протяжении нескольких столетий. Но, несмотря на это, некоторые удивительные свойства вещества, которое обеспечивает существование всех живых организмов, вызывают недоумение. Многие из них становятся настоящим открытием во время простых в исполнении, но довольно интересных опытов.
Как замерзает вода
О свойстве воды замерзать при нулевой температуре известно многим. Так почему же моря и океаны при охлаждении до 0°С не превращаются в ледники?
19 крутых экспериментов в домашних условиях
Это удивительное свойство соленой воды наглядно демонстрирует опыт. Нужно набрать 2 чашки воды. В одну из них добавить 1 ст.л. соли. Обе емкости поместить в морозилку. Через 3-4 часа извлечь их и сравнить. В чашке с чистой водой окажется лед, а с соленой – лишь охлажденная жидкость.
Плавающие льдинки в охлажденной жидкости представляют собой скопления пресной воды, оставшаяся часть – солевой раствор.
Топленый лед
При нагревании тела расширяются – общеизвестный факт, применимый и в отношении жидкостей. С водой же дело обстоит иначе. Наибольшую плотность она проявляет на отметке в +4°С. Охлажденная у поверхности вода тяжелеет и опускается на дно, а более легкая теплая поднимается наверх.
Такой круговорот останавливается, когда вся жидкость охладится до +4°С. В этот момент верхний слой воды начинает замерзать, превращаясь в лед. Он словно набухает и замирает у поверхности.
Наглядно это свойство воды демонстрирует опыт «топленый лед». Нужно поместить в наполненный до краев стакан, температура воды которого +40 или 50°С, кубик льда. Важно убедиться, что лед не соприкасается со стенками емкости.
Наблюдая за тающим льдом, можно отметить, что вода в емкости не переполняется. В замерзшем состоянии лед занимает больший объем, нежели такая же порция жидкости.
Крышка из бумаги
Все вещества и живые организмы на планете испытывают давление. Просто люди к нему настолько привыкли, что практически не замечают. Доказательством тому, что оно существует, может выступить опыт с все той же водой.
Как вы думаете, что произойдет, если наполненный водой стакан плотно прикрыть листом бумаги и перевернуть вверх тормашками? Давайте проверим. Наполните стакан на 2/3 водой и прикройте горлышко отрезом плотной бумаги.
При попытке перевернуть стакан обнаруживается, что бумага, словно намагниченная прилипла к нему. Такой эффект возникает вследствие того, что с одной стороны на лист давит вода, а с другой – воздух. Поскольку давление воздуха выше давления помещенной в стакан воды листок и прилипает.
Химические опыты для детей
Природа полна тайн. Лучший способ раскрыть некоторые из них – воспроизвести несложные химические опыты, которые будут интересны как детям, так и взрослым.
Попробовав воплотить хоть один из описанных экспериментов, вы поможете ребенку приоткрыть новые и удивительные для него грани интереснейшей науки химии.
Лавовая лампа
Лаволампа, изобретенная еще в 60-х годах прошлого века Э.Уолкером, не утрачивает популярности и в наши дни. Декоративный светильник, выполненный в виде стеклянного сосуда, наполненного полупрозрачным парафином и подсвечиваемый снизу, создает завораживающий эффект. Лампочка подсвечивает и одновременно нагревает
содержимое цилиндра, стимулируя его лавообразное перемещение в масле. Жидкость, имитирующая раскаленную лаву, выглядит волшебно.
Секрет кроется в изменении температуры среды. Застывшие хлопья парафина изначально тяжелее масла. Но по мере нагревания они растапливаются и устремляются к поверхности.
Чтобы воплотить подобный удивительный опыт для детей опыт в домашних условиях, выполните 5 простых шагов:
- Емкость с широким горлышком наполните на 1/3 водой.
- Долейте содержимое порцией подсолнечного масла.
- Подкрасьте жидкость пищевым красителем.
- Добавьте в сосуд таблетку шипучего аспирина.
- Установите наполненную емкость на включенный фонарик так, чтобы его лучи были направлены на содержимое.
Потрясающий эффект возникает в результате того, что шипучие таблетки, в состав которых входит сода и кислота, по мере растворения в воде выделяют углекислый газ. Он и приводит в движение жидкость.
Исследования подтверждают, что даже 10-минутное наблюдение за неспешным движением хлопьев и шариков помогает снять накопленную усталость и стресс.
Сад кристаллов
Кристаллы образуются в природе постоянно. К примеру, кристаллы соли мы можем наблюдать на своей обуви через короткий промежуток времени по возвращению с прогулки. При желании можно сделать и свой собственный соляной сад.
Для этого достаточно поместить несколько камешков в емкость, наполненную концентрированным соляным раствором. Емкость с намоченными камнями нужно выставить на солнечную сторону. Уже через 2-3 дня соляные кристаллы полностью покроют их поверхность.
Сахарные кристаллы удобно выращивать на деревянных шпажках, используя в качестве основы сироп. Работу выполняют в несколько этапов:
- Для приготовления раствора в 50 гр воды растворяют 2 ст.л. сахара.
- Деревянные шпажки поочередно окунают в сироп и посыпают сахарным песком, стараясь распределить его максимально равномерно.
- Заготовки оставляют на ночь до полного высыхания.
- На следующий день в кастрюле разводят сахарный сироп из расчета 2 ст. воды и 4 ст. сахара. Песок лучше вводить в два этапа. Для ускорения процесса растворения жидкость лучше хорошенько нагреть. Чтобы придать кристаллу желаемый оттенок, в сироп можно добавить немного пищевого красителя.
- Готовят фиксаторы ножек шпажек, которые будут прикрывать горлышко стаканов. Их лучше сделать в виде бумажных кружочков соответствующего диаметра.
- Теплый сироп разливают по стаканам, шпажки погружают в жидкость, фиксируя ножки посредством проделывания отверстия в бумажном кружке.
Процесс выращивания кристаллов занимает от 5 до 7 дней. Он происходит за счет того, что по мере остывания жидкости растворимость сахара снижается. Как результат: он выпадает в осадок и оседает на шпажке с «затравкой» из сахарных крупинок.
Самое приятное в этом эксперименте – пробовать результаты своего труда, наслаждаясь вкусом кристального лакомства.
Зрелищные физические эксперименты
Занимательные опыты по физике помогут понять законы, действие которых распространяется на все окружающие предметы.
Насос из свечи
Как вы думаете, может ли свечка поднять воду из блюдца, изменив законы гравитации. Ответить на этот вопрос поможет простой эксперимент.
Первым делом установите по центру блюдца свечу. Вокруг нее налейте тонким слоем воду. Запалите свечу, а затем прикройте ее перевернутой вверх дном пустой банкой. Что же происходит?
Жидкость постепенно просачивается в полость банки за счет потухшей уже к тому времени свечи, которая создает эффект, подобный работающему насосу.
Причина этого феномена кроется в том, что во время горения пламени в закрытом пространстве расходуется воздух. В момент, когда закончился кислород, а свеча потухла, воздух стал остывать, создавая пониженное давление. Комнатный воздух, в стремлении заполнить область пониженного давления, стал проталкивать воду в полость банки.
Огнеупорный шарик
Наглядно продемонстрировать колоссальную разницу теплопроводности веществ позволит эксперимент с надувными шариками и зажженной свечей.
Для его воплощения потребуется 2 шара:
- первый нужно надуть и завязать;
- второй – наполнить небольшой порцией воды и тоже завязать.
Задача – расположить поочередно каждый из шаров на несколько секунд непосредственно над пламенем свечи. Надутый воздухом шарик от близкого соседства с огнем мгновенно лопнет. А шар, наполненный водой, спокойно выдержит незначительный нагрев поверхности. Секрет кроется в том, что теплопроводность наполняющей его воды в 24 раза выше воздуха.
Она забирает большую часть пламени свечи. Шар лопнет лишь на том этапе, когда вода внутри него начнет испаряться.
Магнитный парашют
В природе существует неразрывная связь электричества и магнетизма, на которой базируется вся современная электротехника, начиная с генераторов и завершая электродвигателями. Наглядно продемонстрировать его помогает эксперимент с куском магнита цилиндрической формы и медной либо алюминиевой трубой. Обязательное условие – внутренний диаметр тубы должен быть больше наружного диаметра магнита.
Задача – уронить магнит на пол. При первой попытке его нужно бросить на пол в непосредственной близости от вертикально установленной трубы, но за ее пределами.
Вторую попытку нужно выполнить, снова бросив магнит на пол, но уже запустив его через полость трубы. На прохождение такого же расстояния ему понадобится гораздо больше времени.
Объяснить это явление помогает возникающий электромагнетизм. Он проявляется в виде изменения магнитного поля, которое наводит циркулирующие круговые токи в трубы. В свое время этот электроток окружающего проводника порождает связанное с ним магнитное поле, замедляя тем самым падение.
Необычные эксперименты с растениями
Выявить сущности того или иного явления и установить причинно-следственные мира природы помогут все те же удивительные опыты с растениями.
Цветная капуста
Все растения нуждаются в живительной влаге. Как вы думаете, что произойдет, если эта влага будет окрашена в концентрированный оттенок? Ответить на вопрос поможет несложный, но при этом очень зрелищный эксперимент с растениями.
Для его проведения потребуется 4 стакана воды. В каждый из них добавьте разных оттенков пищевые красители. Подготовьте 4 листа пекинской капусты. Погрузите их в стаканы, заглубив черешки в жидкость, и оставьте в таком положении до утра.
Через несколько часов легко заметить, что белые капустные листья окрасились в яркие оттенки. Такое раскрашивание произошло благодаря капиллярному эффекту, при котором вода в стремлении заполнить через проводные ткани все тончайшие трубочки растения, окрасила листья в свой цвет.
Грибные рисунки
Способов размножения растений существует немало. Грибы это делают посредством спор. Рассмотреть этих мельчайших зародышей гриба можно через микроскоп, но определить их наличие помогут сформированные ими же рисунки.
Чтобы получить их, возьмите свежий пластинчатый гриб и отделите шляпку от ножки. Положите шляпку на лист бумаги, разместив ее пластинками вниз, и оставьте на несколько дней.
По завершении этого временного периода грибы оставят после себя на бумаге красивый коричневый рисунок. Что же произошло? Шляпки за 5-7 дней созрели и высыпали на бумагу споры. Прилипшие к листу мельчайшие зародыши повторили рисунок размещения пластин. Слабый отпечаток проявляется уже через пару часов с момента выкладывания шляпки.
Чем дольше грибная шляпка будет на бумаге, тем ярче проявится рисунок.
Источник: qwizz.ru
Физики-блогеры из Академгородка показали опыты закона Бернулли и набрали 1,5 млн просмотров за неделю
Фильм о законе Бернулли, созданный командой GetAClass еще в 2016 году, и до 28 мая 2021 года имевший всего 172 000 просмотров, за последние несколько дней стал очень популярным. На данный момент на YouTube его посмотрело почти 1,4 млн человек, и просмотры продолжают расти.
В пятиминутном фильме Алексей Колчин и Андрей Щетников – физики, ведущие канала из Новосибирского Академгородка — объясняют закон Бернулли и показывают несколько опытов, демонстрирующих парадоксальное поведение предметов в струе воды и воздуха.
Дмитрий Трубицын, инициатор проекта, рассказывает: «GetAClass – социальный проект. Мы считаем важным, предоставить всем желающим возможность научиться понимать, как устроен физический мир. Для этого уже восемь лет команда проекта снимает ролики и выкладывает их на бесплатные площадки.
Авторы и ведущие канала Андрей Щетников и Алексей Колчин проводят физические эксперименты и вместе со зрителями ищут объяснение наблюдаемым эффектам. Такой формат совсем не напоминает шоу и, возможно, кому-то может показаться несколько занудным, но именно он крайне полезен.
Это доказывает и тот факт, что ролики GetAClass часто используют во время занятий преподаватели физики в школах и научных кружках. Мы надеемся, что новые зрители, пришедшие благодаря всплеску, останутся на канале. На мой взгляд, физика, формирующая эффективный взгляд на мир, нужна и интересна каждому, а значит потенциал аудитории у канала огромен». Ведущий канала Андрей Щетников объясняет причину такого роста экспериментом, который они предложили провести своим подписчикам в фильме «Эффект Коанда — EXPERIMENTUM CRUCIS», вышедшем 28 мая. Однако сами авторы признают, что ожидали совсем другой эффект.
«Ролик «Закон Бернулли» набрал 1,4 млн просмотров благодаря эксперименту по управлению алгоритмами ютуба, задуманному и осуществлённому в прошлую пятницу. Идея состояла в том, что этот эксперимент надо поставить силами наших подписчиков, — говорит Андрей Щетников, ведущий канала GetAClass. — Я ожидал, что ролик «Эффект Коанда» в результате наберёт 50 тыс. просмотров.
Но мы задели в алгоритмах что-то такое, что уже несколько роликов, кроме «Закона Бернулли», за неделю набрали по 100 тыс. просмотров. Что касается больших просмотров.
Теперь мы чётко понимаем, что число просмотров определяется не качеством роликов, а правильно построенными действиями по игре с алгоритмами ютуба». «Закон Бернулли» – первый фильм GetAClass, который набрал более миллиона просмотров. Причина роста – попадание ролика в рекомендации YouTube.
В настоящее время в первую пятерку по популярности входят также следующие ролики: 2 место: «Трубка Пито и скоростной напор» – 300 000 3 место: «Гидростатический парадокс» – 223 000 4 место: «Силовые линииэлектрического поля. Физика 8 класс» – 186 000 просмотров 5 место: «Первый закон Ньютона» – 170 000 просмотров Также за последние несколько дней существенно выросло число подписчиков: 28 мая их количество составляло 135 000 человек, а 4 июня – 175 000.
GetAClass – популярный русскоязычный YouTube-канал о физике в экспериментах (165 000 тысяч подписчиков), который с 2013 года снимает команда из Новосибирского Академгородка. Разрабатывают сценарии роликов и выступают в роли ведущих – физики Андрей Щетников и Алексей Колчин. GetAClass публикует новый ролик каждый четверг.
С 2019 года эксперименты снимаются при поддержке Фонда президентских грантов и в партнерстве с Новосибирским государственным университетом. Фильмы GetAClass трижды побеждали в конкурсе «Снимай науку!» телеканал «Наука». В 2020 году видеоролик GetAClass про воздушно-сыпучую смесь «Всплеск песка» занял третье место в номинации «Любительское видео». В 2019 году проект занял третье место в номинации «Эксперимент» с видеороликом «Закон Гука и сила упругости», а в 2017 – первое место с видеороликом «Центробежная сила и огненный торнадо».
Источник: vn.ru
Занимательная физика! 5 интересных опытов с водой, которые легко провести дома
Летние каникулы — еще и отличное время для всевозможных экспериментов. Давайте с помощью обыкновенной воды попробуем чуть лучше разобраться в законах физики. Мы выбрали несколько несложных, но очень интересных примеров из «Книги опытов и экспериментов для детей и взрослых», публикуем отрывок с разрешения издательства «Эксмо».
Фото: Julija Sulkovska/Shutterstock
Спасательный жилет
Простой опыт поможет понять принцип работы таких распространенных спасательных средств, как круг и жилет.
Тебе понадобятся:
- миска, наполненная водой до половины,
- мандарин/апельсин
1. Помести фрукт, например мандарин, в миску с водой. Он погрузится в воду наполовину, но не утонет.
2. Теперь очисти мандарин от пористой кожуры и снова опусти его в воду. Смотри, плод утонул!
3. Вытащи мандарин, а в миску положи одну кожуру. Утонет ли она? Нет. И даже почти не погрузится в воду!
Фото: haryigit/Shutterstock
Почему так? «Волшебные» свойства кожуры обусловлены её волокнистой структурой. Находящийся в пористой кожице воздух обеспечивает плавучесть не только ей самой, но ещё и долькам под ней. По сути, кожура выступает для долек мандарина спасательным кругом, а точнее — спасательным жилетом!
Подводная лодка из картошки
Тебе не кажется, что физика — научная магия? Тогда проведи один простой, но интересный опыт!
Тебе понадобятся:
- банка, заполненная водой больше, чем наполовину,
- один средний клубень картофеля,
- соль,
- ложка,
- стакан с водой
1. Клубень надо тщательно вымыть. На нём можно нарисовать эмблему или украсить егосамодельной шапочкой. Теперь опусти картофель в банку с водой. Конечно, он утонет.
Не беда: сейчас мы сделаем для него настоящее море, и он станет подводной лодкой!
2. Возьми стакан с водой, добавь несколько ложек соли и мешай до полного растворения.
3. А теперь аккуратно перелей в банку этот насыщенный солевой раствор. Видишь — картошка всплыла!
4. Если хочешь вновь погрузить свою самодельную подлодку на дно, просто добавь в банку обычной воды из‑под крана. Плотность воды уменьшится, и картофель снова утонет.
Почему так? Картофель тонет в обычной воде, так как он тяжелее её. Но плотность солёной воды выше! Поэтому тонущие в пресной воде тела могут плавать в солёной, если их плотность больше плотности пресной воды, но меньше плотности солёной.
Скрепка на плаву
Можно ли заставить стальную скрепку держаться на плаву? Попробуем!
Тебе понадобятся:
- стеклянная банка/почти полный стакан с водой,
- канцелярские скрепки,
- бумажная салфетка,
- средство для мытья посуды
1. Попробуй положить скрепку на воду. Если она утонула, смело бери следующую… Это непросто, но есть один секрет: надо делать это очень аккуратно, чтобы не разрушить тоненькую плёночку поверхностного натяжения воды.
Фото: Pat_Hastings/Shutterstock
2. А теперь попробуй так: оторви от бумажной салфетки небольшой кусочек и положи его на воду. И, пока салфетка ещё не намокла, опусти на неё одну или несколько скрепок. Салфетка будет впитывать в себя воду и медленно тонуть. А вот лежавшие сверху скрепки останутся на поверхности!
Их удержит поверхностное натяжение.
3. Можно поместить скрепку на поверхность воды и при помощи… другой скрепки. Для этого нужно изогнуть её так, чтобы получилась лопатка с ручкой. Положи на лопатку скрепку, а затем медленно и аккуратно пытайся уложить скрепку на воду. Как только скрепка легла на поверхность жидкости, лопатка притапливается и уводится вбок, а затем вынимается из воды.
С первого раза может и не получиться, но тут уже вопрос тренировки. Да‑да, магия физики — это не так‑то просто!
4. А теперь волшебство должно рассеяться: аккуратно капни на край баночки или стакана средство для мытья посуды. Как только капля скатится в воду, скрепка тут же утонет!
Почему так? Капелька чистящего вещества разрушила плёнку на поверхности воды. В мыльной воде водомерка бегать не смогла бы, поскольку чистящие вещества резко снижают поверхностное натяжение. Это одно из проявлений их негативного воздействия на природу.
Волшебный опыт
- бумажное полотенце,
- прозрачный стакан,
- пластиковая миска/ведёрко
1. Аккуратно разложи на столе всё необходимое для опыта. Покажи зрителям прозрачный стакан, бумажное полотенце и пустую миску или ведёрко. Теперь сомни полотенце и положи его на самое дно стакана.
2. Переверни стакан и убедись, что комочек бумаги остаётся на месте и не выпадает. Это важное условие для успешного опыта!
3. Потом медленно опускай перевёрнутый стакан в миску с уже налитой водой. Не наклоняй стакан, держи его совершенно ровно, пока он не скроется под водой полностью.
4. Теперь вытащи стакан и смахни с него капли воды. Переверни стакан дном вниз, как в начале опыта, и достань бумагу. Дай зрителям пощупать её и убедиться, что она осталась сухой. Они будут поражены!
Фото: JihadoSensei/Shutterstock
Почему так? Объясняется этот опыт законами физики. Воздух занимает определённый объём в стакане, в каком бы положении стакан не находился. Когда ты медленно переворачиваешь стакан кверху дном и опускаешь в воду, воздух всё равно остаётся внутри стакана. Этот воздух вода сжимает, но он не даёт воде попасть в стакан.
Давление воздуха оказывается больше, чем давление воды, стремящейся проникнуть внутрь стакана. Поэтому защищённое воздушной прослойкой бумажное полотенце на дне стакана остаётся сухим.
Притягательная сила воды
Знаешь ли ты, почему сёрфингисту с большим трудом удается поднимать упавший на воду парус? Это проявление адгезии, дословно — «прилипания». Она есть везде, где разные материалы сцепляются друг другом. На этом строится действие самых разных видов клея — от стиков для бумаги до мощных скрепителей для пластмассы, дерева или металла.
Даже когда мел оставляет след на школьной доске — это проявление адгезии! Это же «прилипание» удерживает капельки воды и на стекле, и на твоём теле. А вот когда речь идёт о притяжении однородных материалов, например о собирании воды в капли, то этот процесс научно называется«когезия» — «сцепление».
Тебе понадобятся:
- стакан, наполненный до краёв водой,
- гладкая картонка, например от обувной коробки,
- несколько монеток
1. Положи на стакан картонку так, чтобы один её край немного выступал за пределы стакана. А теперь на эту выступающую часть картонки аккуратно выкладывай по монетке.
2. Ничего не происходит? Продолжай. На картонку придётся положить довольно много монеток, прежде чем… та оторвётся от стакана. В тот момент вес монет окажется больше, чем сила прилипания между поверхностью воды и картонкой.
Почему так? Этот опыт показывает нам адгезию. Сила прилипания зависит от размера стакана: чем он шире, тем она выше, и от того, какой картон используется (более или менее гладкий). Кроме того, на картонку сверху давит атмосферное давление, прижимающее её к воде.
Интересно почитать
А. Миронов «Книга опытов и экспериментов для детей и взрослых»
Как у водомерки получается спокойно бегать по воде? А почему мокрая одежда так прилипает к телу? И отчего волосы встают дыбом, когда мы долго расчесываем их? С помощью несложных экспериментов можно познакомиться со многими интересными явлениями и узнать, что для всех найдется понятное научное объяснение (даже для тех, которые сначала кажутся волшебными и невероятными).
Источник: www.kanal-o.ru