Πειράματα υδροστατικής με απλά υλικά

Πείραμα: Στήλη Υγρών με Διαφορετικές Πυκνότητες (Πυκνόμετρο)

Διδακτικοί Στόχοι:

  • Να διαπιστώσουν οι μαθητές ότι, όταν ισορροπούν τα υγρά που δεν αναμειγνύονται, σχηματίζουν διαδοχικά στρώματα κατά σειρά πυκνότητας.
  • Να διαπιστώσουν ότι διάφορα σώματα ισορροπούν μεταξύ υγρών σε διάφορα βάθη ανάλογα με τις πυκνότητες τους.

Υλικά που χρειαζόμαστε:

  • Ένα δοκιμαστικό σωλήνα ή ογκομετρικό κύλινδρο
  • Σιρόπι βύσσινο παγωτού, γλυκερίνη (από φαρμακείο), συμπυκνωμένο απορρυπαντικό πιάτων, απιονισμένο νερό χρωματισμένο με υπερμαγγανικό κάλιο,
    λάδι μαγειρέματος, μπλε οινόπνευμα

Η αριστερή εικόνα είναι αμέσως μετά την τοποθέτηση των υγρών ενώ η δεξιά μία εβδομάδα μετά. Επειδή κάποια από τα υγρά, που βρίσκονται σε διαδοχικά στρώματα, είναι αναμίξιμα (π.χ. νερό με απορρυπαντικό πιάτων) μετά από την πάροδο μεγάλου χρονικού διαστήματος χάνονται τα σαφή όρια μεταξύ τους.

Διαδικασία

Στηρίζουμε το δοκιμαστικό σωλήνα με λαβίδα και ορθοστάτη και ρίχνουμε σιγά-σιγά τα υγρά με τη σειρά που φαίνεται στην εικόνα.
Προσέχουμε κατά το γέμισμα τα υγρά να μην ακουμπούν τα τοιχώματα του σωλήνα. Θα καταλήξετε στην πολύχρωμη στήλη που φαίνεται στην εικόνα.

Στη συνέχεια καλούμε τους μαθητές να ρίξουν μέσα στη στήλη διάφορα υλικά με πυκνότητες κοντά στο 1 gr/cm3. Οι μαθητές διαπιστώνουν ότι τα υλικά σταματούν σε διαφορετικά ύψη. Μετά το τέλος του πειράματος κλείστε το σωλήνα με ένα ελαστικό πώμα και αναστρέψτε τον. Τι παρατηρείτε;

Ερμηνεία

Επειδή τα υγρά έχουν διαφορετικές πυκνότητες (από 0.75 gr/cm3 έως 1.45 gr/cm3 περίπου) σχηματίζουν στρώματα σε διαφορετικά ύψη. Τα υλικά ανάλογα με την πυκνότητα τους θα σταματήσουν στο σημείο εκείνο όπου το υγρό που βρίσκεται κάτω τους έχει μεγαλύτερη πυκνότητα ενώ αυτό που βρίσκεται πάνω τους μικρότερη.

Μοιραστείτε: