ابزار وبمستر

چه رازی در بالا آمدن آب نهفته است؟
اگر بخواهید راز بالا آمدن سطح آب را توضیح دهید بایدآن را از نزدیک مشاهده کنید و هر اطلاعاتی در مورد هوامی دانید را به کار ببرید. درست شنیدید! هوا کلید اصلی این معماست که چرا سطح آب در این آزمایش بالا می آید... اما خودتان باید این آزمایش را انجام دهید تا متوجه شوید که هوا چگونه روی آب تاثیر می گذارد.

وسایل مورد نیاز • شمع • ماهی تابه یا بشقاب • فنجان کوچک • بطری مربا، یا لیوان شیشه ای بلند • آب • رنگ دهنده غذا • چوب کبریت

چه کار باید بکنیم 
این آزمایش نیازمند استفاده از چوب کبریت است... بدین معنی که احتیاج به نظارت بزرگترها دارد.
1. فنجان پلاستیکی را پر از آب کنید.
2. 2 تا 3 قطره رنگ به آن اضافه کنید. این کار مشاهده حرکت آب را در این آزمایش آسانتر می کند.
3. آب را داخل بشقاب یا ماهی تابه بریزید و شمع را در وسط آب قرار دهید.
4. شمع را روشن کنید.
5. بطری مربا را بر روی شمع قرار دهید و در مورد آنچه که داخل و خارج از بطری قرار گرفته فکر کنید. چه چیز قابل مشاهده ای داخل بطری وجود دارد؟ با دقت ببینید چه اتفاقی برای آب اطراف بطری می افتد. در حال قل زدن است؟ چه اتفاقی برای شعله شمع می افتد؟
6. چندین بار آزمایش را تکرار کنید تا بتوانید علت بالا آمدن سطح آب را بنویسید یا تصویر آن را بکشید.
این آزمایش چگونه کار می کند؟
شعله شمع هوای داخل بطری را گرم می کند و این هوای گرم منبسط می شود. مقداری از این هوای منبسط شده از بطری خارج می شود.
ممکن است حباب های هوا را که از آب خارج می شوند را ببینید. هنگامی که شعله خاموش می شود هوای داخل بطری سرد شده و منقبض می شود. هوای سرد داخل بطری خلا نسبی ایجاد می کند.
علت ایجاد این خلا ناکامل فشار کم داخل بطری و فشار زیاد خارج از آن است. می دانیم به چه فکر می کنید، خلاء آب را به داخل بطری می کشاند، درست است؟ ایده شما صحیح است اما دانشمندان سعی می کنند در توصیف خلاء از واژه «مکش » استفاده نکنند. در عوض در توضیح آن  ازهوایی سخن می گویند که از منطقه ای با فشار زیاد به منطقه ای با فشار کم فشار وارد می کنند.
تصور غلط رایجی که در مورد این آزمایش وجود دارد این است که سوخت اکسیژن داخل بطری هم عاملی در افزایش سطح آب می باشد. واقعیت این است که با شعله ای که اکسیژن را می سوزاند سطح آب کمی بالا می آید اما این مقدار در مقایسه با میزان انبساط و انقباض گازهای داخل بطری بسیار ناچیز است. و گذشته از آن اگر اکسیژن مصرفی عامل اصلی باشد هنگام سوختن شمع هم، آب باید با سرعت ثابتی بالا بیاید. (درباره چرایی این مطلب فکر کنید!)
اطلاعات بیشتر  
این آزمایش را با آب گرم و سرد انجام دهید تا نشان دهید چگونه انبساط هوای داخل بطری علت اصلی بالا آمدن سطح آب می باشد:
1. از همان آب رنگی که در آزمایش قبل به کار بردید استفاده کنید.
2. ظرف یا شیشه مربای بزرگتری را با آب گرم کنید. هرچه آب گرمتر باشد بهتر است. )ممکن است به دستکش یا دستگیره نیاز داشته باشید(. برای اینکار بطری را به مدت 15 تا 30 ثانیه در آب گرم فرو ببرید.
3. بطری گرم شده را مانند آزمایش قبل از قسمت دهانه داخل آب رنگی قرار دهید (البته این بار شمعی در کار نیست)
4. کمی صبر کنید! همان اتفاق آزمایش قبل رخ می دهد. فرآیند آن کندتر است اما مانند آزمایش قبل به علت منقبض شدن هوا در اثر سرد شدن آب در بطری به سمت بالا حرکت می کند

منبع :
باشگاه علمی پژوهشی فیزیک آریان پژوه 

ویدئوی اجرای کوشش علمی به دست " ستایش حسن زاده" را تماشا کنید .

نوشته های در پیوند :