מתח פני השטח: שמן ומים בהשוואה
מושגים פיזיים רבים קשה להבנה, במיוחד לילדים ובני נוער. ניסויים עוזרים להמחיש מונחים ותיאוריות, אפקט ה"אהה "נמצא כעת במרחק שניות ספורות בלבד. קל להבין גם את הרעיון של מתח פני השטח. האם לא שאלת את עצמך לעתים קרובות מדוע שמן ומים אינם מתערבבים?
מה אתה צריך:
- שמן בישול
- נוזל כביסה
- מים
- צֶבַע
- בקבוק זכוכית קטן
- כּוֹס
מתח פני השטח - מה זה בכלל?
- מים מורכבים מחלקיקים קטנים רבים. בין אלה קיימים כוחות משיכה ודחייה (לכידות). זה גורם לחלקיקים שכנים ליצור קשרים.
- עם זאת, חלקיקי מים המחוברים זה לזה הם גם ניידים. כשהם מתפרסים לכל הכיוונים, הקשרים משוחררים ומחפשים חלקיקים חדשים איתם אפשר ליצור קשר.
- תהליך זה אינו אפשרי כל כך בקלות על פני המים, כאן התקשרויות יכולות להתרחש רק כלפי מטה או לתוך פנים המים. לאחר מכן המשטח מתוח ומתכווץ.
- מתח פני השטח בין נוזלים שונים שונה מאוד. לדוגמה, למים יש ערך גבוה למדי, ואילו לשמן יש ערך נמוך יותר. הכלל הבא חל: ככל שהמשיכה בין החלקיקים גדולה יותר, כך הערך גדול יותר.
- מושג פיזי זה קשור גם למתח בין -פנים. זה קורה כאשר שני נוזלים עם ערכים שונים, למשל מים ושמן, נפגשים.
- אין לבלבל בין מונח פיזי זה לצפיפות או צמיגות. צמיגות מציינת עד כמה נוזל זורם. הצפיפות מצביעה על הקשר בין מסה לנפח. לשמן יש צפיפות מעט נמוכה יותר מאשר למים. לכן, שני הנוזלים אינם מתערבבים באופן טבעי.
מדידת צפיפות השמן - כך היא פועלת לשמן בישול
לא רק למחקר מדעי, אלא גם לפרויקטים או ...
ניסוי - האם שמן ומים יכולים להתערבב?
- ממלאים בקבוק קטן - זה חייב להתאים לכוס - במעט שמן צמחי. לקבלת אפקט מרגש עוד יותר, אתה יכול לצבוע אותו במעט צבע קודם.
- ממלאים את הכוס במים ומניחים בתוכה את בקבוק השמן. שני הנוזלים נשארים מופרדים זה מזה באופן ברור.
- כעת הוסיפו מעט נוזל כביסה למים וערבבו אותו באצבע או בכף.
- כעת תוכלו להבחין כי השמן אוזל מהבקבוק אל פני המים.
- ההסבר: בשל מתחי השטח השונים והמתח הבין -פנים בין שני הנוזלים, אין ערבוב. מכיוון שלשמן הצמחי יש גם צפיפות נמוכה יותר מאשר מים, הנוזלים אינם יכולים לחדור זה לזה.
- הסבון פועל כתחליב, הוא מוריד את הערך הגבוה של המים כך ששני הנוזלים יכולים להתערבב כעת.
עד כמה אתה מוצא מאמר זה מועיל?
