Конспект опыты для детей со взрослыми

ОПЫТЫ С ПЛАМЕНЕМ СВЕЧИ

Внимание! Эти опыты можно проводить только вместе со взрослыми!

Пламя всегда имеет сильно накаленную область и область, которая нагрета слабо. Понаблюдайте за пламенем горящей свечи.

В районе фитиля находится коричневая точка 1, где свет почти не воспринимаем для глаза.

Несколько выше расположена синеватая часть 2. Это зона испарения парафина. Кислород сюда не проникает, и поэтому газы в этой области не горят.

Это резервуар, питающий часть 3, в которой газы подвергаются полному сгоранию. Цвет этой полосы - оранжевый или ярко-красный.

Часть n окружает полоса 4. Она плохо видима, но зато самая горячая из всех: именно здесь происходит процесс полного сжигания углерода.

В пламени свечи различить отдельные полосы очень легко. А обнаружить разницу температур в этих полосах можно, проделав ряд опытов.

Опыт Фарадея

Возьмите маленький кусок белого тонкого картона или плотной бумаги. Обеими руками держите этот лист распростертым над зажженной свечей, наполовину придавив пламя, но так, чтобы бумага не дотрагивалась до фитиля.

Вы обнаружите, что на картоне образуются черный круг и белый центр. Прежде чем бумага загорится, пройдет довольно много времени. Но если она все же загорится, то задуйте огонь сверху. Вы увидите тогда, что центр останется по-прежнему нетронутым, а контуры окажутся сожженными.

Таким образом Майкл Фарадей наглядно доказал разницу отдельных частей пламени. Можно взять также палочку из белого дерева размером с карандаш. Вы увидите, что полоса 2 не достаточно горячая, чтобы обжечь палочку. А часть, окруженная полосами 3 и 4, будет черной и обугленной и ясно отделенной от центральной части, совершенно белой.

Отпечаток пламени на бумаге

С помощью жестяной банки на бумаге можно отпечатать пламя свечи.

Для этого банку надо плотно обмотать куском бумаги и поместить в пламя. Оставьте банку на несколько секунд и не бойтесь, что бумага сгорит: так как она прижата к металлическому цилиндру, то лишена доступа кислорода. А без него не может происходить процесс горения .

Если затем вынуть бумагу, то пламя окажется на ней четко отпечатанным.

Иногда остаются черные линии. Это вовсе не продукты сгорания бумаги. Линии получаются, если вы дотронулись бумагой до фитиля. В местах соприкосновения отпечатывается копоть в виде линий.

Фокус со спичками

Если взять спичку и быстро провести ее сковзь пламя, направляя головку спички через центр пламени, то спичка не загорится.

Зато если спичку провести через верхнюю часть пламени, она загорится немедленно.

Это еще одна наглядная иллюстрация того, что температура пламени различна в разных его областях.

ТАНЦУЮЩИЕ КУКЛЫ

Для этого опыта нам понадобится прямая настольная лампа.

Возьмите квадратный кусок жести и в его центре сделайте углубление D . Затем ножницами вырежьте фигуру ABC .

В ней надрезают три маленькие щели, благодаря которым получаются ножки Н, служащие для поддержания прибора на ламповом стекле.

Согнув фигуру, насадите в ее центре D вертушку на оси и две дуги из тонкой проволоки. На концы дуг прикрепите человечков, вырезанных из бумаги.

Прикрепите вертушку к настольной лампе. Через некоторое время человечки весело запляшут.

Объяснение этого явления состоит в том, что нагретый воздух, поднимающийся из лампы, заставляет вращаться вертушку, а вместе с ней и кукол, подвешенных к дугам.

Если изготовить куклы из шарнирно соединенных частей, то движения будут забавнее и ни одна кукла не будет похожа на другую.

Мыльные пузыри на морозе

Для опытов с мыльными пузырями на морозе нужно приготовить разведенный в снеговой воде шампунь или мыло, в который добавлено небольшое количество чистого глицерина, и пластмассовую трубку от шариковой ручки. Пузыри легче выдувать в закрытом холодном помещении, так как на улице почти всегда дуют ветры. Большие пузыри легко выдуваются с помощью пластмассовой воронки для переливания жидкостей.

Пузырь при медленном охлаждении замерзает примерно при -7°C. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора незначительно увеличивается при охлаждении до 0°C, а при дальнейшем охлаждении ниже 0°C уменьшается и становится равным нулю в момент замерзания. Сферическая пленка не будет сокращаться, несмотря на то, что воздух внутри пузыря сжимается. Теоретически диаметр пузыря должен уменьшаться в процессе охлаждения до 0°C, но на такую малую величину, что практически это изменение определить очень трудно.

Пленка оказывается не хрупкой, какой, казалось бы, должна быть тонкая корочка льда. Если дать возможность мыльному закристаллизовавшемуся пузырю упасть на пол, он не разобьется, не превратится в звенящие осколки, как стеклянный шарик, каким украшают елку. На нем появятся вмятины, отдельные обломки закрутятся в трубочки. Пленка оказывается не хрупкой, она обнаруживает пластичность. Пластичность пленки оказывается следствием ее малой толщины.

Предлагаем вашему вниманию четыре занимательных опыта с мыльными пузырями. Первые три опыта следует проводить при температуре -15...-25°C, а последний - при -3...-7°C.

Опыт 1

Вынесите баночку с мыльным раствором на сильный мороз и выдуйте пузырь. Сразу же в разных точках поверхности возникают мелкие кристаллики, которые быстро разрастаются и наконец сливаются. Как только пузырь полностью замерзнет, в его верхней части, вблизи конца трубки, образуется вмятина.

Воздух в пузыре и оболочка пузыря оказываются более охлажденными в нижней части, так как в вершине пузыря находится менее охлажденная трубка. Кристаллизация распространяется снизу вверх. Менее охлажденная и более тонкая (из-за отекания раствора) верхняя часть оболочки пузыря под действием атмосферного давления прогибается. Чем сильнее охлаждается воздух внутри пузыря, тем больше становится вмятина.

Опыт 2

Опустите конец трубки в мыльный раствор, а затем выньте. На нижнем конце трубки останется столбик раствора высотой около 4 мм. Приложите конец трубки к поверхности ладони. Столбик сильно уменьшится. Теперь выдувайте пузырь до появления радужной окраски. Пузырь получился с очень тонкими стенками. Такой пузырь ведет себя на морозе своеобразно: как только он замерзает, так сразу лопается. Так что получить замерзший пузырь с очень тонкими стенками никогда не удается.

Толщину стенки пузыря можно считать равной толщине мономолекулярного слоя. Кристаллизация начинается в отдельных точках поверхности пленки. Молекулы воды в этих точках должны сблизиться друг с другом и расположиться в определенном порядке. Перестройка в расположении молекул воды и сравнительно толстых пленках не приводит к нарушению связей между молекулами воды и мыла, тончайшие же пленки разрушаются.

Опыт 3

В две баночки налейте поровну мыльного раствора. В одну добавьте несколько капель чистого глицерина. Теперь из этих растворов один за другим выдуйте два приблизительно равных пузыря и положите их на стеклянную пластинку. Замерзание пузыря с глицерином протекает немного иначе, чем пузыря из раствора шампуня: задерживается начало, и само замерзание идет медленнее. Обратите внимание: замерзший пузырь из раствора шампуня сохраняется на морозе дольше, чем замерзший пузырь с глицерином.

Стенки замерзшего пузыря из раствора шампуня - монолитная кристаллическая структура. Межмолекулярные связи в любом месте совершенно одинаковы и прочны, в то время как в замерзшем пузыре из того же раствора с глицерином прочные связи между молекулами воды ослаблены. Кроме того, эти связи нарушаются тепловым движением молекул глицерина, поэтому кристаллическая решетка быстро сублимируется, а значит, быстрее разрушается.

Опыт 4

На слабом морозе выдуйте пузырь. Дождитесь, пока он лопнет. Повторите опыт с тем, чтобы убедиться, что пузыри не замерзают, сколько бы их ни выдерживали на морозе. Теперь приготовьте снежинку. Выдуйте пузырь и тут же сбросьте на него сверху снежинку. Она мгновенно соскользнет вниз на дно пузыря. На том месте, где остановилась снежинка, начнется кристаллизация пленки. Наконец, весь пузырь замерзнет. Если положить пузырь на снег - он также через некоторое время замерзнет.

Пузыри на слабом морозе охлаждаются медленно и при этом переохлаждаются. Снежинка является центром кристаллизации. На снегу происходит то же самое явление.

Буря в часовом стеклышке

Часовое стеклышко с круглыми краями наполняйте подсолнечным маслом до тех пор, пока масло не начнет переходить через края.

На стеклянную тарелку поставьте перевернутую рюмку, а на нее - стеклышко с маслом.

Возьмите стеклянную палочку, натрите ее шерстью. Поднесите ее к жидкости. Вы увидите, как масло придет в движение и будет волнообразно подниматься. В конце опыта палочка окажется покрытой целым рядом маленьких масляных капелек: эти капельки унесены из стеклышка электростатическими силами.