Что будет если иголку смазать жиром и положить на воду
Что будет если иголку смазать жиром и положить на воду
Давайте с вами ответим на простой вопрос: может ли иголка плавать в воде? Речь идёт об обычной стальной игле для шитья. Иголка утонет, скажете вы. Но, мы всё таки можем заставить её плавать.
Почему же, однако, она не тонет? Ведь сталь все-таки плотнее воды, а следовательно, иголка должна утонуть. Чтобы найти причину, рассмотрим внимательно поверхность воды возле плавающей иглы. Близ неё вода образует вогнутость, на дне которой и лежит игла.
Изгибается водная поверхность возле нашей иглы потому, что игла, покрытая тонким слоем жира, не смачивается водой. Поэтому она оказывается на дне водяной лощинки, поддерживаемой водяной пленкой, которая стремится расправиться под действием сил поверхностного натяжения.. Вот это-то стремление воды расправить свою вдавленную иглой поверхность выталкивает иглу из воды, не давая ей затонуть.
Кстати, если подержать иглу в сильном магнитном поле перед опытом, то она сохранит намагниченность в течение некоторого времени. Тогда, попав на поверхность воды она сориентируется в магнитном поле Земли вдоль силовых линий. То есть, мы получим компас.
Почему вода не проливается? Потому, что она не смачивает парафин, при этом в ячейках решета образуется тонкая плёнка, обращённая выпуклостью вниз, которая и удерживает воду. Такое решето можно положить на поверхность воды и оно не утонет, а будет плавать. То есть, тут всё происходит аналогично опыту с плавающей иголкой.
Утонет ли иголка?
Если вы когда-нибудь мыли посуду, то знаете, что средство для ее мытья может значительно облегчить грязную работу. Вы когда-нибудь задумывались над тем, почему оно очищает посуду гораздо эффективнее, чем просто вода?
Как и многие бытовые чистящие средства, средство для мытья посуды – это поверхностно-активное вещество, оно помогает очистить остатки пищи с тарелок, облегчая растворение их частиц в воде. Это средство также разбивает и молекулы воды, что приводит к довольно интересной кухонной науке. В этом опыте вы увидите некоторые удивительные свойства средства для мытья посуды в воде.
Гигантские корабли, люди и резиновые утки могут плавать на поверхности воды благодаря одной очень важной особенности молекул воды: водородным связям. Молекулы воды крепко цепляются друг за друга, образуя эти связи. Они позволяют молекулам воды на поверхности вести себя как мембрана, которая может выдерживать вес небольших объектов, к примеру, насекомых.
Это свойство воды известно, как поверхностное натяжение. Вы его наблюдали много раз. Например, вы когда-нибудь замечали каплю воды на лобовом стекле автомобиля? Вместо того, чтобы расплющиваться или разбрызгиваться, эти капли имеют сферическую форму, потому что молекулы воды, составляющие их, больше притягиваются друг к другу, чем к ветровому стеклу. Поверхностно-активные вещества, такие как мыло или средство для мытья посуды, разрушают поверхностное натяжение воды. В результате объекты, плавающие в воде, будут тонуть или менять форму.
В этом опыте вы узнаете, как поверхностное натяжение влияет на поведение объектов в воде и почему это так важно.
Для опыта понадобится:
Подготовка и проведение опыта:
Наблюдения и результаты:
В этом эксперименте вы использовали средство для мытья посуды, чтобы изучить, как поверхностное натяжение влияет на поведение объектов, плавающих на поверхности воды.
В начале опыта резинка и иголка плавали на поверхности воды, потому что молекулы воды держатся друг за друга, и это создает поверхностное натяжение. Это свойство позволяет многим вещам плавать на воде, в том числе вашей резинке и игле.
Вы также должны были заметить, что резинка в воде не приобрела форму идеального круга, а плавала в таком же виде, что и лежала на столе. Однако когда вы добавили средство для мытья посуды, вы увидели, как изменилось поведении резинки и иголки: резинка внезапно приобрела форму круга. Кроме того, вы наверняка заметили, что добавление мыла для посуды приводило к тому, что игла опускалась на дно чаши, а не плавала.
Все это происходило по одной и той же причине, и вы, вероятно, уже догадались, что это связано каким-то образом со средством для мытья посуды, которое, будучи поверхностно-активным веществом, предназначено для разрушения поверхностного натяжения воды. После того, как вы добавили жидкость для мытья посуды в центр резинки, поверхностное натяжение на внутренней стороне ослабло. Однако вода на внешней стороне резинки не соприкасалась с мылом для мытья посуды. В результате вода на внешней стороне все еще имела сильное поверхностное натяжение, которое заставило резинку изменить форму. Вы также должны были увидеть, как иголка опускается на дно чаши, поскольку мыло разрушило поверхностное натяжение и вода больше не могла выдерживать вес иглы.
Пловучая игла
Можно ли заставить иголку плавать на воде, как соломинку?
Казалось бы, невозможно: сплошной кусочек железа, хотя бы и маленький, должен в воде непременно потонуть.
Так думают многие, и если вы находитесь в их числе, то следующий опыт заставит вас переменить свое мнение.
Возьмите не слишком толстую швейную иголку, обмажьте ее слегка маслом или жиром и положите аккуратно на поверхность воды в блюдце или стакане. К вашему изумлению, игла не пойдет ко дну. Она будет держаться на поверхности, наглядно опровергая всеобщую уверенность в том, что игла не может плавать на воде.
Почему же она не тонет? Ведь сталь тяжелее воды! Безусловно, она в 8 раз тяжелее, и, очутись игла под водою, она не всплыла бы сама собою, как всплывает спичка. Но наша игла под воду не погружается. Чтобы найти причину, поддерживающую ее на воде, рассмотрите внимательно поверхность воды возле нашей плавающей иглы. Вы увидите, что близ нее вода образует вогнутость, небольшую долину, на дне которой и лежит игла.
Рис. 46. Опыты с плаванием иглы на воде
Изгибается водная поверхность в этом случае потому, что игла, покрытая тонким слоем жира, не смачивается водой. Вы заметили, вероятно, что когда у вас руки жирные, то вода, налитая на них, оставляет кожу сухой, вовсе не смачивает ее поверхности. Перья гуся и всех вообще плавающих птиц всегда покрыты жиром, выделяемым особой железой; поэтому-то вода и не пристает к ним («что с гуся вода»). Вот почему без мыла, которое растворяет слой жира и удаляет его с кожи, нельзя вымыть жирных рук даже и горячей водой. Жирная иголка тоже не смачивается водой и потому оказывается на дне водяной лощинки, поддерживаемая водяной пленкой, которая стремится расправиться. Это-то стремление воды расправить свою вдавленную иглою поверхность выталкивает иглу из воды, не давая ей затонуть.
Так как руки наши всегда немного жирны, то и без намеренного обмазывания жиром игла в наших руках уже покрыта тонким слоем его. Можно поэтому заставить плавать иглу, не покрывая ее нарочно жиром. Надо сделать так: положить иглу на лоскуток папиросной бумаги, а затем, постепенно сгибая вниз края листочка другой иглой, погрузить всю бумажку под воду. Лоскуток упадет на дно, а игла останется на поверхности.
При некоторой ловкости можно обойтись и без бумажки: положите иглу на согнутую шпильку для волос, как показано на рис. 46 внизу, или на две нитяные петли и осторожно опустите иглу на поверхность воды. Иные изловчаются даже и прямо класть иглу на воду пальцами.
Рис. 47. Насекомое водомерка
В летние дни вам случалось, вероятно, видеть на пруде насекомых, шагающих по поверхности воды:
Вприпрыжку, словно по суху,
Это водомерки – насекомые из семейства клопов (рис. 47). Теперь, видя, как проворно бегают они по поверхности воды, вы не станете в тупик. Вы сообразите, что лапки их благодаря особому устройству кожицы не смачиваются водой и оттого образуют под собою вдавленности; стремясь расправиться, вдавленности эти подталкивают легкое насекомое снизу. Поймайте водомерку и заставьте ее бегать по поверхности воды в прозрачной банке; заглядывая снизу, вы ясно увидите вдавленности под лапками насекомого.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
9. Плавучая игла
9. Плавучая игла Можно ли заставить стальную иглу плавать на поверхности воды, как соломинку? Как будто бы невозможно: кусочек металла, хотя бы и самый маленький, должен непременно потонуть в воде. Так думают многие, и если вы думаете так же, то следующий опыт заставит вас
29. Магнитная игла
29. Магнитная игла Вы уже умеете заставить иглу плавать на поверхности воды, – об этом было сказано в опыте 9-м. Теперь воспользуйтесь своим искусством для нового, гораздо более интересного опыта. Раздобудьте магнит, хотя бы самый маленький подковообразный магнит из тех,