043 (11)

67. Dlaczego nartnik nie tonie?

Nad brzegami stawów i jezior często możemy zobaczyć małe owady- nartniki, ślizgające się szybkimi zygzakami po powierzchni wody. Są tak zręczne, że nigdy nic moczą swych odnóży-w miejscu gdzie odnóża stykają się z powierzcnnią wody, powstaje jedynie niewielkie zagłębienie. Wygląda to tak. jakby woda pokryta była cienkim naskórkiem, który ugina się nieco pod ciężarem owada. Zbadamy dokładniej ów naskórek.

Doświadczenie /. Suchy czysty kieliszek napełniamy po brzegi wodą. Za pomocą szklanej rurki wyciągniętej w szpic dodajemy jeszcze trochę wody. To dziwne-zanim kieliszek przeleje się, mieści się w nim jeszcze pewna ilość wody. Gdy obejrzymy naczynie z boku, zauważymy, że powierzchnia cieczy ma zakrzywiony kształt czaszy. Kapnijmy na nią dwie krople mydlin-wybrzuszenie znika, a woda przelewa się przez obrzeże kieliszka.

Doświadczenie 2. W prosty sposób, nie używając pałeczki czarnoksięskiej. możemy sprawić, by żyletka albo igła do szycia pływała w naczyniu z wodą. Wystarczy w tym celu położyć je bardzo ostrożnie na powierzchni wody. Najlepiej robi się to /a pomocą pasków z bibuły. Doświadczenie rzeczywiście się udaje-żyletka pływa! Ale jak może pływać, skoro jest ze stali, a każdy wie. że stal jest cięższa od wody i natychmiast powinna utonąć.

Wyjaśnienie: Nic mamy tu do czynienia z normalnym pływaniem. Żyletka nie tonie na lej samej zasadzie co nartnik. Na powierzchni wody panuje naprężenie mechaniczne, które działa tak jak cienki naskórek - u-trzymuje cząsteczki wody w spójności. Siła ta. zwana napięciem powierzchniowym, powoduje również, że małe ilości wody mają kształt kropelek. Chemicy upatrują przyczyny występowania napięcia powierzchniowego w^r szczególnym sposobie łączenia się ze sobą cząsteczek wody - mianowicie za pomocą tzw. mostka wodorowego.

Mydło oraz inne środki do prania i mycia obniżają napięcie powierzchniowe.

Wykorzystujemy:

kieliszek do likieru, szklankę, rurkę szklaną, żyletkę, igłę do szycia, bibułę, roztwór mydła lub środka do prania.

68. Czy moneta może pływać zarówno w zimnej, jak i w gorącej wodzie?

Spróbujemy teraz położyć na wodzie monetę. Pomimo najlepszych chęci nic 7 każdą się to uda-musimy użyć monet ze stopu aluminium (np. złotówka i wszystkie monety groszowe). Moneta rzeczywiście pływa. Ogrzejemy teraz w garnku wodę do temperatury’ około 95‘C. Gdy zacznie w rżeć. zdejmiemy ją z palnika i zaczekamy, dopóki się nie uspokoi. Wtedy za pomocą paska bibuły spróbujemy położyć na jej powierzchni tę samą aluminiową monetę. Niestety, moneta natychmiast opada na dno. Wartość napięcia powierzchniowego zależy zatem od temperatury cieczy.

Cząsteczki (molekuły) wody znajdują się w ciągłym bezładny m ruchu. Ogrzewając wodę. zwiększamy energię cząsteczek oraz szybkość ich ruchu (temperatura jest miarą energii cząsteczek). Równocześnie maleją siły przyciągania się (spójności, kohezji) pomiędzy cząsteczkami. Tym samym maleje wartość napięcia powierzchniowego.

Wykorzystujemy:

monetę aluminiową, ciepłą i zimną wodę. 2 szklanki.

69. Wulkan z butelki

Doświadczenie /. Dwie puste buteleczki z wąskimi otworami napełniamy olejem do sałatek. Olej zabarwiliśmy uprzednio czerwonym atramentem (eozyną). Każdą buteleczkę wstawiamy do oddzielnego dużego słoja. Ostrożnie nalewamy do słoja / wodę z kranu, a do słoja 2 wodę zawierającą nieco płynu do zmywania. W słoju 1 nic się nie dzieje, natomiast w słoju 2 u wylotu butelki tworzy¹ się. niczym nad wulkanem, czerwona chmura, która unosi się do góry i rozpływa po powierzchni wody (rys. 32c).

Wyjaśnienie: Chociaż olei jest lżejszy od wody nie może wypłynąć z zalanej wodą buteleczki. Tam. gdzie woda graniczy z olejem, powstaje taki barn ..naskórek" jak na granicy wody z powietrzem. W słoju 2, gdzie napięcie powierzchniowe zostało obniżone przez detergent lub mydło, olej swobodnie wypływa z buteleczki.

85