Kísérletek

 Ha szeretsz vagy seretnél kísérletezni akkor végrehajthatod ezeket a feladatokat.
 1. Mi van a pohárban - avagy a levegő nem semmi

Szükséges eszközök

Egy nagyobb, vízzel félig megtöltött átlátszó tál, egy átlátszó pohár.

Eljárás

A poharat nyomjátok szájával lefelé a tálba, ezután lassan húzzátok ki a vízből, közben tartsátok egyenesen. Nézzetek bele, majd a poharat ismét nyomjátok bele a vízbe szájával lefelé, de most kissé döntsétek is meg.

Megfigyelés

Az első merítésnél száraz maradt a pohár belseje. A második alkalommal a megdöntött pohárban buborékok szállnak fel a felszínre.

Magyarázat

A pohár nem üres, levegő van benne, ami nem engedte behatolni a vizet. A levegő gáz halmazállapotú, színtelen, szagtalan. Láthatóvá tehető azonban, amikor folyadékon buborékoltatjuk keresztül.

2. Töltsük át a levegőt!

Szükséges eszközök

Egy félig vízzel töltött átlátszó tál, 2 pohár.

Eljárás

Az egyik poharat merítsétek meg színültig vízzel, majd fordítsátok szájával lefelé. A másik kezetekkel nyomjátok bele a vízbe a másik poharat, szintén szájával lefelé. Tartsátok mindkettőt szorosan egymás mellé. A levegővel teli pohár szája legyen kissé lentebb, mint a vízzel telié és kerüljön kissé a másik pohár alá. Ekkor a „levegős” poharat kissé döntsétek meg.

Megfigyelés

Az enyhén megdöntött pohárból légbuborékok szállnak fel a teli pohárba, majd lassanként kiszorítják belőle a vizet.

Magyarázat

A levegő könnyebb, mint a víz, ezért felfelé távozik. Így mondhatjuk, hogy „áttöltöttük” a levegőt, hiszen felfogtuk a buborékokat a másik pohárral.

3. El tud-e merülni a vízben két gumimaci anélkül, hogy nedves lenne?

Szükséges eszközök

Egy vízzel félig töltött nagyobb tál, 2 gumimaci, egy teamécses alumíniumtálkája, és egy csipet vatta, amivel kibéleljük az edénykét.

Eljárás

Béleljük ki vattával a kis „csónakot”, majd helyezzük bele a két gumimacit. Helyezzük rá az alumíniumtálkát a vízre, hogy ússzon.

Borítsuk az üres poharat szájával lefelé a macik fölé, majd egyenesen tartva lassan nyomjuk le a tál aljáig. Ezután ismét húzzuk ki lassan a vízből a poharat, és várjuk meg, míg az utasok ismét a felszínre úsznak.

Megfigyelés

A tál átlátszó falán keresztül látható, hogy sem a vatta, sem a macik nem lettek vizesek a búvármerüléskor. Általában igen meglepődnek a gyermekek, amikor tapintással is érzékelik, hogy minden száraz maradt.

Magyarázat

A pohárban lévő levegő nem tudott távozni a víz felszínén, mert felfogta a bemerített pohár. A bent lévő levegő nem engedte be a vizet. A búvárharangok is ezen az elven működnek.

1. Mi ég a gyertyán?

Szükséges eszközök

1 gyertya tartóban, 1 szál kanóc, 1 szál hurkapálca az izzításhoz, 1 doboz gyufa, tűzálló alátét.

Eljárás

Próbáljátok közvetlenül a viaszt meggyújtani! Mi történik? Próbáljatok meggyújtani egy kis darab kanócot, ami külön van a gyertyától! Mi történik?

Most gyújtsátok meg a gyertyában lévő kanócot! Legalább fél percig égessétek, hogy cseppfolyóssá olvadjon a viasz. Fújjátok el a gyertyát! Gyújtsátok meg a hurkapálcát, tartsátok a végét a gőzölgő viasz fölé - de ne a kanóc közelében!

Megfigyelés

A viasz és a kanóc önmagában nem gyullad meg. A gyertya viszont égni kezd, amikor a gőzölgő viasz fölé tartjuk a hurkapálcát, akkor is, ha nem érintkezik a kanóccal. A láng átkerül a hurkapálcáról a kanócra.

Magyarázat

A gyertyának az égéshez oxigén mellett a viaszra is szüksége van. Amikor meggyújtjuk a kanócot, az felforrósítja a viaszt és folyékony lesz. A kanóc összesodort pamutszálakból készült, a hajszálcsövesség elvén egészen a végéig felszívja a folyékony viaszt. Ezt az égő kanóc tovább forrósítja és elgőzölögteti. A kanóc körüli lángot a levegő oxigénjével keveredett égő viaszgőz képezi. A hurkapálcáról azért kerül át a parázs a kanócra, mert a viasz gőze az oxigénnel keveredve gyúlékony elegyet alkot.

2. Egy gyertyának két lángja - Miért sötétebb a belsejében a gyertyaláng?

Szükséges eszközök

1 gyertya tartóban, 1 facsipesz, 1 fél cm átmérőjű fémcsövecske, 1 doboz gyufa, tűzálló alátét.

Eljárás

Gyújtsátok meg a gyertyát! Alaposan szemléljétek meg a lángját, írjátok le, hol sötét, hol világos a színe. Ezután fogjátok meg a cső felső végét a facsipesszel, a másik végét pedig tartsátok a gyertyaláng közepébe. A csőből fehér gőz fog felszállni. Hogy meggyőződjünk, milyen gőz is ez, próbáljátok meggyújtani a gyufával.

Megfigyelés

A fehér gőz nem más, mint a gyertyaviasz gőze, mely a gyufával meggyújtható.

Magyarázat

A gyertyaláng a közepe felé sötétebb. Itt is megtalálható a viasz gőze, azonban ez nem ég, mert a gyertyaláng belsejében nincs elegendő oxigén.

3. A gyertya lángjának vizsgálata fogpiszkálóval, avagy hol a legforróbb a gyertyaláng

Szükséges eszközök

1 gyertya tartóban, 1 szál fogpiszkáló, 1 doboz gyufa, tűzálló alátét.

Eljárás

Gyújtsátok meg a gyertyát! A fogpiszkálót vízszintes irányban tartsátok bele a lángba, ott ahol mind a sötét, mind a világos zóna megtalálható, majd mozgassátok kissé a láng belsejében. Ezután nézzétek meg a fogpiszkálót. Hol van jobban elszenesedve és mit jelent ez?

Megfigyelés

A fogpiszkáló kissé megpörkölődött. Az a része, ami a láng külső területébe ért, jobban elszenesedett, mint a közepe felé.

Magyarázat

A megégett fogpiszkálónak azért kevésbé égett a középső része, mert a láng közepében alacsonyabb a hőmérséklet. Már az előző kísérletben láthattuk, hogy a láng közepén nincs elegendő oxigén a viaszgőz égéséhez.

4. Gyertyaoltás többféleképpen, avagy hogyan olthatunk el egy gyertyát?

Szükséges eszközök

Néhány teamécses, 3 különböző nagyságú pohár, 1 pohár tele vízzel, 1 doboz gyufa, tűzálló alátét.

Eljárás

Gyújtsatok meg egy mécsest és találgassatok, hogyan lehetne eloltani! Valószínűleg ilyen válaszok lesznek: fújjuk el, öntsük le vízzel… Ezután próbáljátok ki az ötleteket!

Most gyújtsatok meg 3 mécsest, és mindegyiket borítsátok le egy-egy pohárral. Mi történik?

Megfigyelés

Elfújásra, lelocsolásra elalszik a gyertya. A mécsesek a pohár alatt is kialszanak, ám később. Minél nagyobb a pohár, annál tovább maradnak égve. Égés közben megfigyelhető, hogy kissé bepárásodik a pohár oldala.

Magyarázat

A gyertya égését a levegő oxigénje teszi lehetővé. Amikor ez elfogy, elalszik a mécses. Nagyobb pohárban több oxigén van, ezért ég tovább. A páralecsapódás azért keletkezik a pohár oldalán, mert a viasz égésekor a széndioxid mellett víz is képződik. A mécsest azért lehet eloltani a vízzel, mert ezzel lehűtjük a lángot. A vízgőz pedig megakadályozza, hogy további oxigénnel érintkezzen a gyertya lángja.

Miért alszik el a gyertya, ha elfújjuk? A gyertya égéséhez az oxigénen kívül szükség van a viaszra is. A kanóc lángja felforrósítja a viaszt, amely cseppfolyóssá válik. A kanócot pamutszálakból sodorják, ez pedig felszívja a viaszt. A láng hatására elgőzölög és az oxigénnel keveredve széndioxiddá és vízzé ég el. Amikor elfújunk egy gyertyát, eloszlik és lehűl a gőzzé vált viasz, így megszűnik az égési folyamat. 

5. Tűzoltóhab házilag!

Szükséges eszközök

1 teamécses, 1 magasabb szélű kisebb edény, 1 pohár, 1 kiskanál sütőpor (szódabikarbóna, nátrium-hidrogénkarbonát), ecet (ecetsav-oldat), 1 doboz gyufa. 

Eljárás

Gyújtsátok meg a mécsest, egy pohár aljára tegyetek 1 púpos teáskanál sütőport, vagy szódabikarbónát, majd öntsétek le ecettel! A keverék pezsegve erősen habzani fog. Tartsátok a poharat kissé megdöntve az égő mécses fölé, közben vigyázzatok, a láng ne érje az üveget, és ne ömöljön ki a folyadék!

Megfigyelés

A láng elalszik.

Magyarázat

Az ecetsav és a sütőporban lévő nátrium-hidrokarbonát, reakcióba lépnek egymással, széndioxid keletkezik. Ez a gáz nehezebb a levegőnél, ezért a pohár alján marad. Amikor ferdén a mécses fölé tartjuk a poharat, „kifolyik” belőle. A láng azért alszik el, mert a széndioxid elzárja a levegőtől a lángot.

1. A víznek bőre van, avagy tud-e úszni a gémkapocs a vízen?

Szükséges eszközök
1 vízzel teli pohár, néhány gémkapocs, mosogatószer.

Eljárás
Nézzétek meg, milyen a víz felszíne. Ezután helyezzétek óvatosan a gémkapcsokat a víz felszínére. Figyeljétek meg, mi történik.
Most adjatok a vízhez némi mosogatószert és figyeljétek meg, mi lesz.

Megfigyelés
A gémkapcsok úsznak a vízen.

Magyarázat
A víz felülete az a réteg, mely érintkezik a levegővel. A pohár vízben olyan erők hatnak, melyek a víz részecskéit a felszínről a pohár alja felé vonzzák. Ezért tűnik úgy, mintha bőre lenne a víznek. Ezt felületi feszültségnek nevezzük. Ez annak a jelenségnek a magyarázata, hogy a víznél sűrűbb, azaz nehezebb anyagok is fent maradnak a felszínen, és nem süllyednek el. Amikor mosogatószert öntünk a vízhez, megzavarjuk az erőviszonyokat. A felületi feszültség megszűnik, ezért nem öblíthetők le könnyen az edényről a mosogatószer cseppjei.

Háttérinformáció
Egy vasból készült kocka nehezebb, mint egy ugyanakkora alumíniumból készített kocka. Ez azt jelenti, hogy a vas sűrűsége nagyobb, mint az alumíniumé.


2. A folyadékok rétegződése - Mi történik, ha vizet és étolajat öntök egy pohárba?

Szükséges eszközök
1 üvegpohár, étolaj, víz.

Eljárás
Öntsetek a pohárba egyszerre vizet és étolajat. Figyeljétek meg, mi történik. Várjátok meg, míg leáll a folyadékok mozgása.

Megfigyelés
Az étolaj és a víz nem keveredik egymással. Az olaj úszik a víz tetején.

Magyarázat
Az olaj azért nem keveredik a vízzel, mert alkotórészecskéi egymástól teljesen eltérő módon épülnek fel, alapvetően más a két folyadék szerkezete. A víz részecskéi (molekulái) gömbhöz hasonlóak, az olaj részecskéi pedig pálcikaformára emlékeztetnek. Keveredésről csak akkor beszélhetünk, ha a folyadékokat alkotó részecskék formájukban hasonlóak.


3. A víz mozog - Mi történik, ha tintát öntünk a vízen úszó olajra?Szükséges eszközök
1 pohár, étolaj, víz, tintapatronok.

Eljárás
Öntsetek egyszerre vizet és olajat a pohárba. Várjátok meg, míg leáll a folyadékok mozgása. A patronból csöpögtessetek tintát az olajra. Nézzétek meg, mi történik.

Megfigyelés
Mivel az olaj nem keveredik a vízzel, annak felszínén úszik. A tintacsepp belesüllyed az olajrétegbe és a víz felszínére érve megáll a két réteg határán. Egy darabig cseppformáját megtartva „függ” az olajréteg alján, majd lassan elvegyül a vízrétegben. Ekkor a tinta elveszti cseppformáját.

Magyarázat
Az olaj és a tinta nem keveredik, mert mindkét folyadék szerkezete igen különböző. Mivel a tinta sűrűbb, mint az olaj, ezért elsüllyed benne. A felületi feszültség olyan erős a víz és az olajréteg határán, hogy egy darabig képes megtartani a tintacseppet. Csak egy bizonyos idő elteltével tudja „legyőzni” a tinta a felületi feszültséget és lesüllyedni a pohár aljára. A tinta sűrűbb a víznél, ezért kerül a víz aljára. Itt lassanként eloszlik, mivel részecskéinek szerkezete hasonló a vízéhez.
A felületi feszültségről már szó volt az első kísérletben. A tinta keveredését a vízzel diffúziónak nevezzük. A jelenség azon az elven alapszik, hogy a folyadékok részecskéi állandóan mozognak és lökdösik egymást. A mozgás sebessége függ a folyadék hőmérsékletétől. A melegvíz részecskéi gyorsabban mozognak, a tinta is gyorsabban elkeveredik benne. Próbáljátok csak ki!


4. A szuperhideg víz - Lehet-e hidegebb a víz 0 Celsius foknál anélkül, hogy megfagyna?

Szükséges eszközök
1 pohár, 1 evőkanál, hőmérő, jégkockák, só.

Eljárás
Tegyetek jégkockákat a pohárba, öntsetek rá egy kis vizet, majd állítsátok bele a hőmérőt. Hány fokot mutat?
Ezután szórjátok meg bőven sóval a jégkockákat, majd kavarjátok meg a kanállal az egészet. Most mennyit mutat a hőmérő?

Megfigyelés
Amikor csak jégkocka és víz van a pohárban, a hőmérő 0 fok körüli hőmérsékletet mutat. A só hozzáadásával gyorsabban kezd olvadni a jégkocka, miközben süllyed a víz hőmérséklete.

Magyarázat
Amikor a vízhez más halmazállapotú anyagot adunk, ami oldódik benne, akkor csökken az olvadáspont, ezért kezd olvadni a jég a sós vízben. Mivel a jég olvadása energiát von el a környezetből, jelentősen lehűti a vizet, akár -10 fok alá is. Ezen az elven bátran előállíthatunk jóval a fagypont alá eső hőmérsékletű folyadékot a sóval, anélkül, hogy megfagyna a víz.

Gyakorlati alkalmazás
Hóeséskor, amikor a hőmérséklet jóval 0 fok alá esik, sószóró gépkocsik járják az utakat, hogy megolvasszák az úttestre fagyott jeget. Amíg -15 fok alá nem esik a hőmérséklet, nem fog megfagyni a víz.
Olvadáspont az a hőmérséklet, ahol egy szilárd anyag cseppfolyóssá válik.

1. Vegyük nagyító alá a talajt!
Egy marék földben több élőlény található, mint ahány ember él a világon.

Szükséges eszközök
Többféle talajminta (pl. kerti föld, virágföld, homokos talaj), 1 mérőpohár, 1 befőttesüveg, 2 eltérő hálósűrűségű szita, 1 nagyító, papírlapok.

Eljárás
Feliratozzátok a talajmintákat például a jellegük alapján. Mintánként 3 papírlapot készítsetek, mindegyikre írjátok rá, melyik fajta földhöz tartozik.
Vegyétek az első földmintát, és szitáljátok át a durvábbik szitán egy papírlapra. Nézzétek meg, mi marad vissza, azt pedig szórjátok ki egy másik lapra.
A megszitált földet most öntsétek egy sűrűbb lyukú szitába, majd szórjátok ki a harmadik lapra. Nézzétek meg, mi marad vissza a szitában, azt dörzsöljétek szét az ujjatok között. Nézzétek meg, a „szétválogatott” talajrészecskék közül mi a finomabb, melyik a durvább.
Mindegyik földmintával végezzétek el ugyanezt az eljárást.

Megfigyelés
Az első szitában a durvább darabok maradnak benne, mint gyökerek, levéldarabok, apróbb kavicsok, és valószínűleg élőlények is. A második finomabb szitában közepes nagyságú szemcsék maradnak benne. Az egészen kicsi szemcsék kiesnek a lyukakon.

Magyarázat
Talajnak a földkéreg legfelső, élőlényekkel benépesített porhanyós rétegét nevezzük, melyet folyamatosan málló kőzet és elkorhadt növényi, állati maradványok alkotnak. A kövek a csapadék, és a változó hőmérsékleti viszonyok következtében porladnak el. A talaj két fő alkotó elemét tehát a szervetlen ásványi anyagok, és a szerves eredetű humusz képezik.


2. Talajminták vizsgálata - Mi alkotja a különféle talajtípusokat?

Szükséges eszközök
Több különböző helyről vett friss, nedves talajminta, mindegyiknek külön egy-egy lecsavarható tetejű keskeny, magas (3-5 decis) üveg, 1 kancsó csapvíz, 1 evőkanál.

Eljárás
Töltsétek meg az üvegeket negyedrészig a talajmintákkal. Ezután óvatosan öntsetek vizet az üvegekbe, 1 cm maradjon az üveg szájánál. Erősen csavarjátok rá a tetőt, és többször alaposan rázzátok fel az üvegeket. Helyezzétek a tele üvegeket egy csúszásmentes felületre és nézzétek meg, mi történik. Lehet, hogy sok idő fog eltelni, míg egyáltalán megfigyelhető valami. Mondjátok el szavakban, mi történik és írjátok is le az egyes helyzetek történéseit (mint pl. tiszta víz, zavaros víz, kőtörmelék, homok, növényi maradványok).

Megfigyelés
A kőmorzsalék és a homok lesüllyednek az üveg aljára. A finomabb, apróbb részecskék, mint az iszap és az agyag, még egy darabig lebegnek a vízben, csak később ülepednek le. A talaj összetevői rétegződve ülepszenek le, egymástól eltérő idő alatt. A finom agyagrészecskék akár több óráig is lebegnek a vízben. A víz felszínén gyakran növényi és állati maradványok (humusz) lebegnek.

Magyarázat
A talajrészecskék nagyságától és súlyától függően eltérő idő alatt érnek le az üveg aljára. A homok hamarabb, mint a könnyebb agyag, a humusz pedig sokáig lebeg. A talajrészecskék tehát méretük és súlyuk alapján fognak rétegződni.


3. Készítsünk víztisztító berendezést - Hogyan tisztítják a szennyvizet?

Szükséges eszközök
4 joghurtos pohár (az aljukat lyukasszuk ki úgy, hogy egy ceruza beleférjen), 1 befőttesüveg, 1 kávéfilter vagy szúnyoghálódarab a lyukak lefedéséhez, homok, apró kavicsok, aktív szén (beszerezhető állatkereskedésben vagy patikában).

Eljárás
Mielőtt hozzákezdenénk a kísérlethez, alaposan mossuk át a homokot és a kavicsot folyó víz alatt. Akkor lesz tiszta, ha már teljesen átlátszó a víz. 3 joghurtospoharat töltsünk meg a feléig aktív szénnel, homokkal, kaviccsal. A negyedik pohárba helyezzük bele a kávéfiltert.
Helyezzük egymásra a poharakat, úgy, hogy a filteres legyen legfelül. A tornyot helyezzük bele a befőttesüveg szájába. Most öntsük a legfelső pohárba a piszkos vizet, melyet egy sáros tócsából merítettünk ki. A víz átfolyik a szinteken, ugyanazon az elven, mint az ipari víztisztító berendezéseknél.

Megfigyelés
A leérkező víz tisztább lesz, mint amit felül beöntöttünk.

Magyarázat
A különféle anyagok (aktív szén, homok, kavics) lyukacsos szerkezetűek, az anyagtól függően különböző nagyságúak ezek a lyukak. Az ilyen jellegű - azaz porózus - anyagok lyukain fennakadnak a különböző szennyező anyagok.
A víztisztító berendezés is több lépcsőben tisztítja meg az ivóvizet. Ha meg szeretnétek vizsgálni a „tisztítóanyagok” tulajdonságait külön-külön is átszűrhetitek rajtuk a vizet.

Vigyázat! NE IGYÁTOK MEG az így megtisztított vizet, hiszen az még tele van baktériumokkal és számos egyéb nehezen vagy egyáltalán nem lebomló anyaggal!


4. A talaj vízáteresztő képessége - Mi történik, ha vizet öntünk a különböző talajmintákra?

Szükséges eszközök
3 kb. 10 cm átmérőjű virágcserép, vagy 3 műanyagflakon, vagy 3 üres, tiszta befőttesüveg, 1 mérőpohár, 3 egymástól eltérő talajminta (pl. homok, virágföld, agyagos föld), kávéfilter vagy szúnyoghálódarab a cserepek aljára.

Eljárás
Öntsétek a talajmintákat egy-egy virágcserépbe. Állítsátok a cserepeket a befőttesüvegekre. Mindegyik cserépre öntsetek a mérőpohár segítségével 1 deci vizet.

Megfigyelés
A homokon és a virágföldön hamarabb átfolyik a víz, mint az agyagos talajmintán.

Magyarázat
Az a víz, amit nem szívott fel a virágföld, kifolyik a befőttesüvegbe. A talajtípusok jellegüktől függően különböző mértékben képesek megtartani a vizet, tehát eltérő a vízáteresztő képességük.
Az agyagot tartalmazó föld, melynek rendkívül aprók a szemcséi, sokáig képes tárolni a nedvességet, mert olyan kicsik a pórusok, hogy csak lassan folyik át rajtuk a víz. A főként durvább homokot tartalmazó talaj átengedi a vizet, itt a pórusokon könnyen át tud folyni.

Gyakorlati alkalmazás
A növények növekedésére hatással van a talaj összetétele.

 Jó szórakozást kívánok a kísérletezőknek.