Простые физические опыты - Часть 1
Подрабатываю репетитором.
Ну, что? Всех поздравляю с началом нового учебного года!
В связи с этим хотелось бы выпустить небольшой специальный пост - в этом посте я рассмотрю несколько опытов, которые легко можно повторить дома самостоятельно. Физика, вообще говоря, серьезный предмет, но кто сказал, что физика не может развлекать? Опыты рекомендую к повторению.
Чтобы было удобнее - сначала идет демонстрация, затем описание. Приятного изучения!
1. Огненный апельсин
Кожура плодов цитрусовых - апельсинов, мандаринов, грейпфрутов, лимонов и других - богата эфирными маслами. Эфирные масла содержат много ценных веществ самой разнообразной природы. В том числе кожура апельсина и других цитрусовых содержит жидкие углеводороды и другие горючие вещества. Понимаете, к чему я веду, да?
Если пшикнуть маслом из кожуры в пламя горелки или свечи, то получится небольшой вспых - это загораются горючие вещества в эфирных маслах.
Попробуйте, довольно занятно. Для этого эксперимента желательно брать свежие фрукты с толстой, морщинистой кожурой. Отделять кожуру нужно аккуратно, стараясь ее не сгибать и не сдавливать (чтобы не выдавить эфирное масло преждевременно).
2. Звездочка из спичек
Пять спичек надламывают и выкладывают местом надлома друг к другу. Если теперь капнуть между ними водичкой, то спички будут двигаться и образуют звезду.
Их поведение кажется довольно необычным, однако объяснение простое. При контакте с водой благодаря капиллярности спички впитывают воду. Волокна на сломе, находящиеся в довольно сильной деформации, набухают и становятся более упругими, из-за чего начинают расталкивать половинки спички. Подчеркну, что спичку нужно именно надломить, а не сломать полностью, чтобы сохранить часть волокон в месте слома.
3. Спички и магнит
Если мы возьмем обычные спички, то они не будут магнититься. Однако если мы их сожжем, то сгоревшие спички начинают, однако, магнититься.
Для того, чтобы вещество хорошо притягивалось к магниту, оно должно быть ферромагнетиком. А главный ферромагнетик - собственно, феррум, то есть, железо. В состав спичечной головки входит железный сурик с формулой Fe2O3, который, однако, не проявляет магнитных свойств, хоть и весь из себя железный. Однако при сгорании образуется новое соединение - магнетит Fe3O4, которое обладает значительно большей магнитной проницаемостью и магнитится уже по-человечески.
4. Горящий дым
Довольно известная демонстрация - только что потушенную свечу, от которой еще идет парафиновый дымок, поджигают через этот дым.
Такое возможно потому, что дым содержит большое количество испаренного воска или парафина, которые, поднимаются за счет конвекции и поджигаются спичкой.
5. Все любят шарики
Демонстрация индуцированного заряда.
Дама смешивает крахмал и масло. Затем трет шарик о волосы, и электроны из волос переходят на шарик, то есть, шарик оказывается отрицательно заряжен.
Далее если шарик поднести к крахмально-масляной жидкости (ни в коем случае не масляно-крахмальной, не шутите с этим), то электроны из шарика оттолкнут от себя в крахмале электроны подальше, а положительные частицы притянут, соответственно, поближе - это разделение и есть индуцированный заряд. Поскольку смесь за счет положительного заряда тянется к отрицательным зарядам в шарике, то от ложки отходят такие симпатичные крахмальные рожки.
Повторяйте дома, соблюдайте технику безопасности, платите налоги.
6. Черное яблоко
Интересная химическая реакция - 'черное яблоко'.
Суть проста - если красное яблоко (именно красное) поместить в пары аммиака (или в сам аммиак, если очень хочется), то яблоко медленно почернеет.
Аммиак постепенно проникает внутрь кожуры яблока (диффундирует) и взаимодействует с антоцианами, то есть, пигментами, которые и делают красное яблоко красным.
Такое яблоко можно вытащить и подождать. Аммиак - довольно летучая штука, поэтому он постепенно испарится из яблока, и его снова можно будет съесть без последствий и даже без вкусовых нюансов. Но я бы не стал так делать.
7. Воздушное зеркало
Закопченный шарик окунают в воду и он начинает блестеть.
Так происходит потому, что сажа окружает себя воздушным пузырем и не дает воде касаться поверхности шарика. Это приводит сразу к двум последствиям.
Во-первых, шарик не намокает. Обратите внимание - при вынимании из воды с шарика не капает и его поверхность не поменяла оттенок.
Во-вторых, из-за воздуха свет испытывает полное внутреннее отражение. Свет падает из воды на воздух вокруг шарика и при определенных углах падения не может пройти к шарику, а отражается обратно. Из-за этого мы видим блеск.
По той же причине блестят пузырьки воздуха в воде.
8. Взрывное кипение и мгновенная кристаллизация
Тут как бы два опыта в одном пункте. Сначала взрывное кипение перегретой жидкости.
Как мы знаем, чтобы водически закипела, ее нужно довести до температуры 100 градусов. Но есть один нюанс - кипение не пойдет в том случае, если нет центров кипения. То есть, жидкости нужен повод, чтобы начать кипеть - растворенные в ней соли или какой-нибудь физический объект типа ложки, на котором можно начать кипеть. Если же жидкость не закипает, а энергия все приходит, то деваться некуда - жидкость нагреется до температуры выше 100 градусов и станет перегретой.
Создать перегретую воду можно и в микроволновке, даже лучше в микроволновке, ведь тут нет перемешивания за счет конвекции, что способствует незакипанию жидкости. В водопроводной воде слишком много всяких включений, поэтому лучше использовать дистиллированную.
По аналогии работает и переохлажденная жидкость. Чтобы вода начала кристаллизовываться, необходимо наличие центров кристаллизации (по аналогии с центрами кипения). Если же их нет, воду можно охладить до отрицательных температур.
Замечу, что в обоих случаях центром кристаллизации и кипения может стать место уплотнения, вызванное ударом.
9. Бумажная кастрюля
В видео показаны три примера 'бумажной кастрюли'. Суть очень проста. Пусть есть емкость, состоящая из горючего материала - пластика или картона. Если внутрь залить воду и начать усиленно нагревать стенку, то вода у стенки будет отводить тепло и не давать тем самым материалу гореть (ну, или по крайней мере, сгорать полностью). Нагревание каждого идет 30 секунд реального времени (якобы).
Итак, вода в пластиковом стаканчике - пластик сжался и стал более плотным и твердым, появились микротрещины, в которые начала сочиться вода.
Кофе в картонном стаканчике - внешняя стенка горит, однако внутренняя стенка продолжает успешно удерживать воду.
Кола в бутылке - при нагревании растворенный в лимонаде газ начинает расширяться, выделяться, пениться и бурлиться и кола практически сразу выливается.
10. Мыльная лодочка
Если взять листочек бумаги, положить его на воду и капнуть рядом с ним жидкое мыло, то листочек поплывет. Так происходит потому, что поверхностное натяжение мыла меньше по сравнению с водой. И почувствовав слабину оставшиеся силы натяжения от воды тянут одеяло на себя таким образом.
Есть еще вот такой кораблик, к корме которого цепляют кусочек мыла.
Надеюсь, было интересно! Больше подобных демонстраций вы найдете в моем Telegram-канале.
По всем вопросам - AlexJuriev3142@gmail.com