Научные опыты для детей 9-12 лет

Подробности

Обновлено 27.10.2020 18:44

Таинственные мыльные пузыри

Пожалуй, это самый необычный и таинственный опыт во всей книге. Только представь себе сосуд с мыльными пузырями. Обычные пузыри упадут на его дно, твои же будут парить, словно их поддерживает неведомая сила. Интересно? Тогда приступай!

Что потребуется: пищевая сода, уксусная кислота или эссенция, мыльные пузыри, пятилитровая ёмкость из-под питьевой воды, невысокий и широкий стеклянный сосуд.

Опыт

В пустую пятилитровую ёмкость из-под питьевой воды засыпь немного пищевой соды. Затем добавь туда немного уксусной кислоты или эссенции. Как только кислота соприкоснется с содой, мгновенно начнётся химическая реакция с выделением газа. Оставь ёмкость на время, пока выделение газа не закончится полностью. В ходе проведения опыта бутыль можно не закрывать.

На следующей стадии эксперимента тебе понадобится невысокий и широкий стеклянный сосуд. Наполни его полученным газом. Для этого представь, что пятилитровый сосуд полностью заполнен водой. «Налей» газ в широкий сосуд так, словно бы ты наполнял его жидкостью. Теперь приступай к самому интересному. Выдуй несколько мыльных пузырей. Осторожно стряхни их с соломинки в широкую посуду, в которой находится полученный газ. Наблюдай за эффектом. Пригласи друзей, чтобы показать им необычное поведение мыльных пузырей.

Результат

Мыльные пузыри не будут опускаться на дно широкой посуды. Такое их поведение тебе и тем более стороннему наблюдателю покажется весьма необычным. Ещё более необычно поведут себя мыльные пузыри, сброшенные тобой с высоты. Попав в миску, они будут подпрыгивать вверх. В чем же секрет этого эксперимента?

Если мыльный пузырь окажется долгожителем (не лопнет в течение 2–3 минут), то ты сможешь наблюдать ещё один интересный эффект. Пузырь раздуется и погрузится на дно сосуда. Произойдёт это в результате проникновения газа сквозь мыльную оболочку. Углекислый газ увеличивает объём пузыря и делает его тяжёлым. Мыльный шарик как будто идет ко дну.

Объяснение

В результате реакции соды и уксуса выделяется углекислый газ. Как и кислород, он не имеет ни цвета, ни запаха. Несмотря на то что ты его не видишь, он заполняет весь объём пластмассовой ёмкости. Когда ты «выливаешь» его в широкую посуду, он наполняет всё её пространство. Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому он никуда не улетает. Мыльные пузыри не могут достигнуть дна, газ поддерживает их, они лежат словно на поверхности жидкости. Поэтому кажется, что они просто висят в воздухе. Упавший с большой высоты мыльный пузырь будет отталкиваться от поверхности газа (а не от дна посуды) точно так же, как отскакивает мяч от пола.

Химические водоросли

Вырастить водоросли в стакане, но не обыкновенные, а химические, – что может быть интереснее? Этот опыт потребует от тебя минимум усилий, а результат будет просто потрясающий.

Что потребуется: силикатный клей, медный купорос, вода, стакан.

Опыт

Налей в стакан обыкновенный силикатный клей, добавь столько воды, чтобы разбавить клей в три раза (например, на 100 миллилитров клея потребуется 200 миллилитров воды). Тщательно размешай воду и клей, чтобы получился однородный раствор. Теперь помести в раствор щепотку медного купороса. Оставь стакан со смесью на 10–15 минут.

Результат

В стакане вырастут настоящие синие химические водоросли. Их тонкие нити будут тянуться вверх со дна, где до этого были кристаллы медного купороса. Какие реакции проходят в растворе?

Объяснение

В стакане с силикатным клеем и кристаллами медного купороса происходит обыкновенная обменная реакция между двумя солями: медным купоросом и силикатом натрия (ещё его называют «жидким стеклом») – основным компонентом силикатного клея. В ходе химического превращения получается силикат меди – вещество синего цвета, нерастворимое в воде. Реакция проходит на границе раствор – соль, поэтому нерастворимый продукт осаждается на кристаллы медного купороса. Со стороны это похоже на рост водорослей.

Нет дыма без сала

Ты даже не догадываешься о том, какая энергия хранится в обыкновенном животном жире. Небольшого количества достаточно для того, чтобы сделать, например, дымовую шашку.

Что потребуется: свиной жир, шерстяной шнур, толстая шерстяная нить, фольга, спички, липкая лента, газовая или электрическая плита, использованная консервная банка, скалка, сковорода, холодильник.

Опыт

Основную часть эксперимента нужно проводить в тёмное время суток на улице. Для него тебе понадобится немного животного жира. Для того чтобы его получить, попроси кого-нибудь из родителей пожарить немного свиного сала. Весь жир, который удастся выделить, собери в использованную консервную банку.

Пока родители получают жир, сделай из фольги патрон для будущей дымовой шашки. Для этого обмотай скалку 4–5 слоями фольги, закрепи свободный край фольги с помощью липкой ленты и затем сними металлическую пленку со скалки. Должно получиться что-то вроде рулона из фольги с полостью внутри. Одно из отверстий цилиндра нужно плотно закрыть. Для этого аккуратно подогни фольгу с одной стороны и закрепи её липкой лентой.

В полученный цилиндр примерно до половины его объёма залей собранный свиной жир. Он не должен вытекать. Погрузи в неостывший жир шерстяную нить, пусть она пропитается им. Конец этой нити должен свисать с края цилиндра. Аккуратно подогни фольгу со второй стороны.

В итоге у тебя получится патрон из фольги со свисающей нитью. Поставь его на час в холодильник.

Основную часть эксперимента следует проводить вне дома. Установи дымовую шашку на безопасном расстоянии и подожги шнур. Наблюдай со стороны за тем, как развивается реакция.

Результат

Спустя несколько секунд после того, как ты поджёг шнур, огонь перебросится на застывший свиной жир, который начнёт гореть, выделяя большое количество дыма. У тебя получилась настоящая дымовая шашка! Особенно эффектно она горит в темноте. Почему так происходит?

Объяснение

Ты, наверное, часто слышал от взрослых, что жир очень калорийный. Это означает, что в нём скрыто много энергии для нашего организма. Поэтому выделенный отдельно жир можно с успехом использовать в качестве горючего, в чём ты и убедился.

 

Червяки из соды и сахарной пудры

В каждой химической реакции таится некое волшебство. Кажется, с помощью таких реакций можно получать самые необыкновенные вещи. Так и в нашем опыте: применив простые ингредиенты, ты создашь червяка! Конечно, ненастоящего.

Что потребуется: сахарная пудра, пищевая сода, этиловый спирт, сухой просеянный речной песок, тарелка.

Опыт

В глубокую тарелку насыпь горкой 3–4 столовые ложки высушенного и просеянного песка. Пальцем сделай небольшое углубление в вершине песочной горки.

Далее приготовь реакционную смесь. Для этого смешай 1 чайную ложку сахарной пудры и 1/4 чайной ложки пищевой соды. Пропитай песок 96 %-ным этиловым спиртом.

Затем засыпь приготовленную ранее смесь в углубление песочной горки. Поднеси зажжённую спичку к любой части пропитанной спиртом горки; пламя перебросится на всю горку и заодно на реакционную смесь. Наблюдай за реакцией со стороны.

Результат

Спустя какое-то время на поверхности песчаной горки появятся чёрные шарики. Когда большая часть спирта сгорит, из песка медленно начнут выползать чёрные змеи. Ненастоящие, конечно, но извиваться они будут, словно живые.

Объяснение

Во время горения из сахара образуется уголь, поэтому реакционная смесь чернеет. Затем под действием температуры сода вступает в реакцию, во время которой выделяется большое количество газа. Он-то и вспучивает горящую массу, состоящую из продуктов разложения пищевой соды и угля. Смесь начинает ползти.

Между железным гвоздём и раствором медного купороса протекает химическая реакция, в ходе которой на металлическую поверхность оседает медь. Тёмно-красные кристаллики меди легко увидеть, внимательно рассмотрев «потолстевший» гвоздь.

 

Огнеустойчивый воздушный шарик

Как ты думаешь, воздушные шарики всегда лопаются? Чтобы доказать, что они могут быть огнеустойчивыми, тебе вовсе не потребуется специальное оборудование. Интересно? Тогда приступай к выполнению следующего эксперимента!

Что потребуется: воздушный шарик, свеча, спички или зажигалка, вода.

Опыт

Налей в воздушный шарик столько воды, чтобы по размеру он напоминал большой грейпфрут. Завяжи конец шарика в узел, чтобы из него не могла просочиться ни одна капля воды. Зажги свечу и приступай к главному этапу эксперимента. Возьми шарик за узел в правую руку и поднеси его к пламени. Подержи его над огнём несколько секунд, а затем убери. Повтори несколько раз. Не забудь потушить свечу, когда закончишь эксперимент.

Результат

Шарик действительно кажется огнеустойчивым! Что за волшебство? Почему он не лопнул?

Объяснение

В ходе эксперимента ты наблюдал физический процесс, который называется поглощением теплоты. Жидкость внутри шарика будет так быстро поглощать тепло пламени, что огонь не сможет повредить резину мгновенно.

 

Сжатие алюминиевой банки

Кажется, что сжать обыкновенную алюминиевую банку без усилий невозможно. Однако это не так: немного смекалки, знание физических законов и опыт, описанный ниже, помогут тебе в этом.

Что потребуется: пустая алюминиевая банка, резиновая пробка, кухонные прихваты, ёмкость из термостекла, чашка с холодной водой.

Опыт

В пустую алюминиевую банку добавь небольшое количество горячей воды (100–200 миллилитров) и поставь её на включённую конфорку плиты. Доведи воду до кипения (над отверстием банки должен появиться пар), выключи плиту и осторожно сними банку. Используй кухонные прихваты! Герметично закрой отверстие банки резиновой пробкой. Поставь банку в ёмкость из термостекла и начни осторожно поливать её холодной водой из чашки.

Результат

Спустя несколько секунд банка начала деформироваться. Трудно поверить, но она действительно сжалась буквально на глазах и без каких-либо дополнительных усилий. Невероятно!

Объяснение

Во время кипения воды в банке образуется пар. Под действием холодной воды он превращается в воду. Этот процесс проходит с уменьшением объёма (пар занимает больший объём, чем жидкость), давление внутри банки резко понижается. Алюминий не настолько прочен, как, например, стекло. Банка, закрытая пробкой, стремится принять форму, которая компенсирует изменение объёма, то есть сжимается.

 

Медное дерево

Растения в доме есть почти у каждого. Однако твой домашний ботанический сад можно разнообразить необычным деревом, стержень которого будет сделан из графита, а ветки – из блестящих красных кристаллов меди. Если ты захотел вырастить такое химическое «растение», всю необходимую информацию найдёшь в этом опыте.

Что потребуется: медный купорос, поваренная соль, толстый графитовый стержень (из батарейки или толстого карандаша), поролон, алюминиевая проволока, высокий стакан, липкая лента.

Опыт

Для начала приготовь два раствора: один – с медным купоросом и солью, второй – только с солью. Для этого налей в стакан примерно 100 миллилитров воды и раствори в ней столовую ложку с горкой медного купороса и столько же соли. В результате получится раствор насыщенного синего цвета. Второй раствор нужно готовить из соли и воды. Раствори в 100 миллилитрах жидкости столько соли, сколько сможешь. В итоге ты получишь насыщенный прозрачный раствор. Затем в отдельный высокий стакан залей часть синего раствора. Жидкость должна занимать чуть меньше половины объёма стакана.

Для опыта тебе понадобится высокий стакан. Вырежи поролоновый кружок толщиной более 5 миллиметров, с диаметром, равным внутреннему диаметру этого стакана. Кружок должен плотно помещаться в сосуд, между ним и стенками не должно быть зазоров. Посередине кружка вырежи отверстие и вставь в него толстый графитовый стержень. На верхнюю часть стержня намотай не менее пяти витков алюминиевой проволоки. Чтобы она плотно прилегала к стержню, закрепи её верхнюю часть с помощью липкой ленты.

Погрузи графитовый стержень в синюю жидкость. Нижнюю часть поролонового кружка также опусти в раствор, воздушной прослойки быть не должно. Сверху налей насыщенный раствор поваренной соли. Если ты всё сделал правильно, то поролоновая прослойка будет препятствовать смешению двух жидкостей. Оставь эту конструкцию на несколько часов.

Результат

По истечении некоторого времени алюминиевая проволока покроется мелкими пузырьками газа. Одновременно с этим раствор под поролоновой прослойкой будет изменять окраску. Сначала из синего он превратится в коричневый, затем и вовсе почернеет, спустя несколько часов жидкость начнёт бледнеть. С графитовым стержнем также начнут происходить изменения. На той его части, которая была опущена в синий раствор, «вырастут» ветки красновато-кирпичного цвета. К концу опыта весь графитовый стержень покроется кристаллами разных размеров. Самые крупные из них появятся внизу стержня. Почему так происходит?

Объяснение

В стеклянном сосуде происходят особые реакции, в ходе которых алюминий растворяется, а из раствора медного купороса выделяется медь. Медь осаждается на графитовом стержне, в итоге он превращается в диковинное дерево с чёрным стволом и кирпично-красными ветками.

Свечной маятник

Из обыкновенной свечи и металлической спицы ты легко можешь сделать необычное устройство – свечной маятник. Интересно? Тогда за дело!

Что потребуется: два бокала, свеча длиной 15–20 сантиметров с диаметром основания 1,5–2 сантиметра, металлическая спица, спички или зажигалка.

Опыт

Нижний конец длинной свечи очисти от парафина и проткни её посередине металлической спицей. Аккуратно положи спицу со свечой на края двух бокалов. Подожги свечу с двух сторон и наблюдай, что произойдёт. Ждать придётся недолго – пока не упадут первые капли парафина.

Результат

Парафин расплавился и начал капать – свечной маятник пришёл в движение. Он остановится, когда свеча догорит.

Объяснение

В процессе горения со свечи неравномерно стекает расплавленный парафин. Когда капли парафина падают с правой стороны, она становится легче, чем левая, и поднимается вверх. К этому времени парафин успевает расплавиться на левой стороне – теперь она устремляется вверх.

Благодаря такому стеканию парафина – то справа, то слева – свечной маятник начинает раскачиваться. Если его на мгновение остановить, колебания возобновятся через небольшой промежуток времени.

 

Гейзер из газировки

Смешав популярные мятные леденцы с ещё более популярным газированным напитком, можно создать гейзер, который будет фонтанировать более чем на 5 метров.

Что потребуется: упаковка мятных леденцов Mentos, двухлитровая пластиковая бутылка с «Кока-Колой», квадратный лист картона размером 5*5 сантиметров, пробирка или длинный флакон.

Опыт

Помести содержимое упаковки Mentos в пробирку и накрой её горлышко небольшим листом картона. Открой двухлитровую бутылку с «Кока-колой» и размести пробирку с мятными леденцами вверх дном над горлышком бутылки. Между горлышками бутылки и пробирки должен находиться лист картона. Вытяни картон из-под пробирки. Всё её содержимое должно оказаться внутри бутылки с «Кока-колой». Постарайся сделать это как можно быстрее и убежать на безопасное расстояние, иначе ты будешь облит напитком.

Результат

Как только леденцы окажутся в бутылке с «Кока-колой», начнётся бурное выделение газа. Из горлышка вырвется столб жидкости, смешанной с газом, словно настоящий гейзер. В чём причина такого поведения напитка?

Объяснение

При контакте «Кока-Колы» с леденцами происходит быстрое выделение углекислого газа – главного компонента «шипучки». Он плохо растворяется в воде и пытается улететь из раствора. Но в обычном состоянии, при открытой бутылке, газ из напитка выходит медленно, потому что стенки посуды гладкие. Неровности способствуют его выделению из жидкости.

Шероховатая поверхность леденцов идеально подходит для резкого высвобождения растворённого газа из жидкости. Большое количество этих леденцов способствует и энергичному выделению растворённого углекислого газа. Диетическая «Кока-Кола» подходит для эксперимента лучше всего, потому что в ней содержится кукурузный сироп, подавляющий преждевременное выделение газа.

 

Исчезающая жидкость

Что может быть таинственнее, чем необъяснимое исчезновение? А ещё лучше, если оно сопровождается удивительными визуальными эффектами. Следующий опыт как раз из такой серии.

Что потребуется: жидкость (с ацетоном) для снятия лака с ногтей, медная проволока, стакан, карандаш с удалённым грифелем, зажигалка или свеча, наждачная бумага.

Опыт

Опыт необходимо выполнять только в родителями, в хорошо проветриваемом помещении или на улице

Зачисти медную проволоку толщиной 1 миллиметр наждачной бумагой. Сверни проволоку в кольцо диаметром 3–4 сантиметра. С другой стороны отогни отрезок проволоки длиной 10–15 сантиметров. Он будет служить ручкой, которую следует защитить. На конец этого отрезка надень карандаш с удалённым грифелем.

В стакан налей немного ацетона. На большом расстоянии от стакана с ацетоном нагрей кольцо из медной проволоки с помощью свечи или зажигалки. Быстро опусти кольцо в стакан с ацетоном. Оно должно находиться в 5-10 миллиметрах от поверхности жидкости, не касаясь её.

Наблюдать за эффектом лучше всего в темноте.

Результат

Как только ты опустишь проволоку в стакан, медное кольцо станет нагреваться. Вскоре оно раскалится докрасна, что будет хорошо заметно в тёмном помещении. В то же время жидкость волшебным образом начнёт исчезать. Что же произошло?

Объяснение

Поверхность проволоки служит в качестве катализатора, вещества, в присутствии которого ускоряются реакции. В данном случае протекает реакция превращения паров ацетона в уксусную кислоту, выделяется большое количество энергии. О ходе реакции свидетельствуют не только покраснение проволоки и исчезновение ацетона, но и характерный запах уксуса.

 

Рентгеновский снимок

Нечто похожее на рентгеновский аппарат ты можешь сделать у себя дома. Для этого тебе не потребуется сверхсложное оборудование.

Что потребуется: два листа плотного картона, тонкая папиросная бумага, ножницы, проволока, подставки, две настольные лампы.

Опыт

Сначала сделай экран будущего аппарата. Возьми лист плотного картона, посередине вырежи квадратное отверстие и заклей его тонкой папиросной бумагой. Экран готов! С помощью подставок установи его на столе вертикально. В качестве подставок можешь использовать книги – зажми экран между двух книг средней толщины.

Из второго листа картона вырежи овал, по форме напоминающий куриное яйцо, и контур цыплёнка меньшего размера. С помощью проволоки закрепи вырезанные контуры на подставках.

Размести за экраном две настольные лампы. Между первой лампой и экраном расположи контур яйца, между второй и экраном – контур цыплёнка. Теперь всё готово для того, чтобы аппарат заработал!

Результат

Включи одну из ламп – она осветит контур яйца. Тень от него должна падать на часть экрана, заклеенную папиросной бумагой. Затем включи вторую лампу. Скорректируй положение контура цыплёнка таким образом, чтобы тень от него совпала с тенью яйца. Если ты посмотришь на противоположную сторону экрана, то увидишь изображение яйца, а внутри него – цыплёнка!

Объяснение

Когда ты включаешь лампы, лучи света встречают на своём пути препятствия – контуры яйца и цыплёнка, которые отбрасывают тени на бумагу. При совмещении теней на противоположной стороне экрана ты видишь изображения яйца с цыплёнком внутри. Кажется, будто ты действительно пропустил через обыкновенное яйцо рентгеновские лучи!

 

Как вылить воду из стакана с помощью бутылки

Стакан и бутылка наполнены водой до краёв. Как с помощью бутылки вылить воду из стакана так, чтобы бутылка всегда оставалась полной? Эту не выполнимую на первый взгляд задачу ты сможешь решить, повторив следующий опыт.

Что потребуется: бутылка и стакан с водой, пробка, две трубочки для коктейлей, ножницы, шило.

Опыт

Чтобы справиться с задачей, закрой бутылку пробкой. Но не простой, а продырявленной. С помощью шила проделай в пробке два отверстия, в которые должны поместиться тонкие трубочки для коктейлей. С помощью ножниц обрежь одну трубочку. Вставь трубочки в отверстия, сделанные в пробке. Над пробкой они должны выступать следующим образом. Длины первой трубочки должно хватить, чтобы достать дна стакана. Вторая трубочка должна быть в два раза длиннее.

В одну руку возьми стакан, до краёв наполненный водой. В другую – бутылку, в пробку которой вставлены трубочки. Опрокинь бутылку так, чтобы короткая трубочка погрузилась в стакан и упёрлась в его дно. Длинная трубочка должна быть за пределами стакана. Наблюдай за тем, что происходит. Опыт лучше выполнять на кухне над раковиной, чтобы не облиться и не замочить пол.

Результат

Вода польётся через длинную соломинку. Уровень жидкости в стакане будет понижаться до тех пор, пока она не вытечет полностью. Во время эксперимента уровень воды в бутылке будет оставаться неизменным. В чём секрет этого опыта?

Объяснение

Под влиянием силы тяжести вода выливается из бутылки через длинную трубочку. Внутри бутылки давление понижается. Для того чтобы его значение стало прежним, короткая трубочка всасывает жидкость из стакана в бутылку. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вода из стакана полностью не перейдёт в бутылку.

 

Чудеса акробатики

Хочешь удивить друзей чем-нибудь необычным? Тогда за дело!

Что потребуется: 15 одинаковых металлических шайб диаметром 20–25 миллиметров, моток прочной нитки, ножницы.

Опыт

Отрежь нитку длиной 70 сантиметров. К одному концу привяжи 14 металлических шайб, к другому – одну. Конструкция для проведения опыта готова! Подними правую руку над столом на высоту 50 сантиметров. Сожми ладонь в кулак и выпрями указательный палец. Перебрось через него нитку с шайбами. Натяни её так, чтобы груз с 14 шайбами оказался на расстоянии 2–3 сантиметров ниже указательного пальца. Придерживай нитку за противоположный конец с одной шайбой. Отпусти нитку.

Результат

Как только ты отпустишь нитку, груз из 14 шайб потянет её вниз. Конец нитки с одной шайбой накрутится на палец и не даст грузу упасть. Почему?

Объяснение

В результате падения 14 шайб на противоположном конце нитки создаётся крутящий момент. Благодаря этому нитка с шайбой закручивается вокруг пальца и не позволяет грузу упасть. Чтобы опыт получился, нужно соблюсти условие: соотношение массы грузов на концах нитки должно быть 14:1. То есть груз, который свешивается с указательного пальца, должен быть в 14 раз тяжелее груза на противоположном конце.

 

Лава в бутылке

Наверное, для тебя не секрет, что растительное масло и вода – две жидкости, которые ни при каких условиях нельзя смешать друг с другом. Воспользуйся этим свойством, чтобы провести необычный эксперимент!

Что потребуется: чистая пластмассовая бутылка объёмом 1 литр, воронка, большой фонарь, нож, вода, пищевой краситель любого цвета, растительное масло, шипучая таблетка.

Опыт

В пластмассовую бутылку объёмом 1 литр налей 3/4 стакана воды. Используй для этого воронку. Всыпь в воду немного пищевого красителя любого цвета и хорошенько её взболтай. Как только краситель растворится, влей растительное масло – столько, чтобы до горлышка оставалось 2–3 сантиметра. Оставь бутылку на несколько минут, чтобы жидкости расслоились. Окрашенный слой окажется на дне бутылки. Ножом раздели шипучую таблетку на две равные части. Возьми в руку фонарь, погаси в комнате свет. Направь луч фонаря вверх. Брось половину таблетки в бутылку. Поставь бутылку на фонарь и, удерживая правой рукой, наблюдай за происходящим волшебством!

Результат

Как только шипучая таблетка попала в водный окрашенный слой, от него в большом количестве стали отделяться цветные капли разных размеров. Они поднимаются к горлышку бутылки через слой растительного масла, а затем опускаются, чтобы снова повторить свой путь. Свет от фонаря отражается от них и делает процесс ещё более впечатляющим. Что же происходит?

Объяснение

Достигнув водного слоя, таблетка начинает растворяться. Этот процесс сопровождается выделением газа. Пузырьки газа поднимаются вверх и увлекают за собой капельки окрашенной воды, которые вместе с ними проделывают путь через слой масла. Когда воздушный пузырёк выходит из бутылки, капельки снова опускаются на дно, поскольку не могут раствориться в масле. Если опыт тебе понравился, добавь в бутылку вторую половину таблетки.

 

Волшебная банка

Иногда простой физический эксперимент очень похож на настоящее волшебство. Выполни следующий опыт, чтобы убедиться в этом и удивить окружающих!

Что потребуется: кусок москитной сетки, стеклянная банка с пластмассовой крышкой, нож, ножницы, карандаш, открытка, вода.

Опыт

Первый раз проделай этот опыт над раковиной, чтобы не намочить пол.

В пластмассовой крышке ножом аккуратно вырежи большое отверстие диаметром на 1 сантиметр меньше диаметра крышки. Отверстие банки накрой куском москитной сетки, сверху надень крышку. Сетка не должна провисать. Обрежь торчащие из-под крышки края сетки.

Налей в банку столько воды, чтобы она начала выливаться. Накрой банку открыткой и переверни, придерживая открытку рукой. Убери руку. Как ведёт себя вода в банке? Упала ли открытка? Теперь медленно убери открытку, потянув за одну из её сторон строго по горизонтали. Что произошло на этот раз?

Результат

Вода из банки не выливается, открытка не падает. Чудо, да и только! Однако настоящее волшебство ещё впереди. Когда ты медленно убрал открытку, потянув за одну из её сторон, вода из перевёрнутой банки по-прежнему не вылилась! Как такое возможно?

Объяснение

Вода из сосуда не выливается потому, что при переворачивании банки между её дном и слоем воды образуется пустота. Давление в этой области ниже, чем атмосферное давление снаружи. Вода словно засасывает открытку внутрь. Открытка нужна для того, чтобы в воду не попал воздух снаружи и не выровнял давление.

Почему вода не выливается, когда ты убрал открытку? Это объясняется особой силой взаимодействия молекул воды друг с другом и поверхностью сетки. Возможно, ты не раз замечал, что вода из тонкого сосуда не выливается, даже если его перевернуть вверх дном. Каждая мелкая ячейка москитной сетки представляет собой своеобразное отверстие узкого сосуда, вода в котором удерживается благодаря силам межмолекулярного взаимодействия.

 

Открытка с огненной снежинкой

Создадим с помощью огня настоящую новогоднюю открытку из листа бумаги – как тебе такая идея? Приступим к эксперименту.

Что потребуется: селитра, вода, лучинка, спички, лист бумаги, стакан, фен.

Опыт

Для опыта понадобится особый раствор необычной соли – селитры – и лист бумаги. Приготовь раствор. Для этого засыпь селитру в стакан, залей её горячей водой и размешивай соль в воде, пока она не прекратит растворяться. Дождись, пока содержимое сосуда остынет. Возьми обыкновенную кисточку для рисования. Используя полученный раствор как краску, нанеси рисунок снежинки на лист бумаги. Высуши рисунок феном. Сделай на листе метку в виде кружка, например в центре нарисованной снежинки. Открытка готова! Запечатывай её в конверт и посылай другу.

Ему (в присутствии родителей) следует поднести тлеющую лучинку к вашей метке и наблюдать эффект.

Результат

Лист бумаги высох, рисунок снежинки полностью исчез. Но как только ты дотронешься тлеющей лучинкой до метки, бумага начнёт гореть. Огонь распространяется в строгом соответствии с рисунком. Области, которые были нарисованы раствором соли, сгорают, остальная бумага остается целой. В результате получается открытка с выжженной огнём снежинкой.

Объяснение

Селитра – основной компонент пороха. При незначительном нагревании она быстро вступает в химическую реакцию, в ходе которой образуется кислород, а он, как тебе уже известно, активно поддерживает горение. Поэтому одного прикосновения тлеющей лучиной к метке на бумаге, пропитанной селитрой, достаточно для того, чтобы реакция горения начала развиваться без дополнительного воздействия.

Несмотря на такие взрывоопасные свойства селитры, её используют в качестве азотного удобрения.

 

Гвоздь в бутылке

Приходилось ли тебе видеть, как фокусник выдёргивает скатерть из-под посуды? Выполнив следующий опыт, ты научишься не менее эффектному фокусу!

Что потребуется: стеклянная бутылка, гвоздь, круглые пяльцы для вышивания.

Опыт

Помести круглые пяльцы для вышивания ребром на горлышко бутылки. Уравновесь их положение с помощью гвоздя – поставь его шляпкой вниз, как показано на рисунке. Убедись, что гвоздь находится над горлышком бутылки. Если за опытом следят окружающие, попроси их отойти на безопасное расстояние. Теперь резко ударь по внешней стороне пялец. Как далеко отлетел гвоздь? Повтори эксперимент. Снова установи пяльцы на горлышко бутылки и поставь гвоздь. Резко ударь, но уже не по внешней стороне пялец, а по внутренней. Гвоздь должен упасть прямо в бутылку. Если опыт не удался с первого раза, не расстраивайся: несколько дополнительных тренировок – и всё получится.

Результат

В первый раз гвоздь отлетел далеко в сторону, во второй – оказался в бутылке. Интересно, почему?

Объяснение

Когда ты резко ударил по внешней стороне пялец, они сжались по вертикали, толкнули гвоздь вверх и изменили траекторию его движения. Как ни старайся, в этом случае гвоздь ни за что не попадёт в бутылку. Когда ты ударил по внутренней стороне пялец, они сжались по горизонтали и вылетели из-под гвоздя. Гвоздь сохранил состояние покоя. Он упал туда, куда его направила сила тяготения, то есть в бутылку.

 

Жидкий дым

Возможно, ты знаешь, что дым намного теплее окружающего воздуха, поэтому он всегда стремится улететь. Выполни простой эксперимент, и ты узнаешь, как заставить его остаться на месте!

Что потребуется: холодильник, два больших и глубоких стеклянных стакана, фольга, свеча, спички, карандаш, кусок чёрной ткани.

Опыт

Поставь два больших и глубоких стеклянных стакана в морозильник, чтобы они как следует охладились.

Для проведения опыта тебе потребуется немного дыма. Его легко получить с помощью самодельной сигареты. Вырежи из фольги квадрат со сторонами 10 сантиметров. Положи на него шесть спичек перпендикулярно любой стороне. Серные головки должны отступать от края квадрата на 1–2 сантиметра. Чтобы свернуть фольгу со спичками в ровную сигарету, воспользуйся карандашом. Положи его по центру квадрата, чтобы он стал продолжением спичек и примыкал к их основанию (не к головкам). Сложи фольгу пополам вдоль линии, на которой лежат спички и карандаш. Сверни содержимое в плотную сигарету. Аккуратно достань карандаш, закрути сигарету со стороны серных головок. Достань из морозильника первый стакан, помести в него сигарету открытым концом вниз. Зажги свечу и нагрей герметично завёрнутый конец. Охлаждённый стакан наполнится дымом. Достань сигарету из стакана. Дым готов! Достать из морозильника второй стакан, перелей в него дым из первого. Положи на стол кусок чёрной ткани и вылей дым, словно это жидкость.

Результат

Дым из первого стакана не улетел, как это случается обычно. Он оказался настолько послушным, что ты без труда смог перелить его во второй стакан и разлить по чёрной ткани. Что же произошло?

Объяснение

Объяснить такое странное поведение дыма очень просто. В охлаждённом стакане температура дыма понизилась настолько, что его плотность стала выше плотности окружающего воздуха, поэтому он не улетел. Цвет материи, используемой в опыте, не имеет значения: на чёрном фоне поведение белого дыма более заметно.

 

Необычное гашение свечи

Загасить горящую свечу можно разными способами. А что ты скажешь, если мы научим тебя гасить пламя с помощью воздуха? Интересно? Тогда приступай к следующему опыту.

Что потребуется: пищевая сода, 9 %-ный раствор уксусной кислоты или уксусная эссенция, невысокая свеча, пятилитровая ёмкость из-под питьевой воды, спички.

Опыт

В пустую пятилитровую ёмкость из-под питьевой воды засыпь небольшое количество пищевой соды, затем добавь в неё немного уксусной кислоты или эссенции. Оставь ёмкость на время, пока выделение газа полностью не закончится. В ходе проведения опыта можно не закрывать бутыль.

На следующей стадии опыта тебе понадобится невысокая свеча. Зажги фитиль, затем возьми пластмассовую ёмкость, в которой закончилась химическая реакция, поднеси горлышко бутылки к пламени горящей свечи и «полей» огонь содержимым емкости, словно в ней есть вода. Наблюдай за тем, как горит свеча.

Результат

Как только уксусная кислота соприкасается с содой, мгновенно начинается химическая реакция с выделением углекислого газа. Спустя некоторое время она прекращается. В сосуде нет ничего, кроме небольшого количества воды. Как только ты начинаешь «поливать» воздухом из банки пламя горящей свечи, огонь тут же гаснет! Почему?

Объяснение

Кислород поддерживает горение, а в атмосфере, насыщенной углекислым газом, горение не происходит. В результате реакции соды и уксуса выделяется углекислый газ. Как и кислород, он не имеет ни цвета, ни запаха. Несмотря на то что ты его не видишь, он заполняет весь объём пластмассовой ёмкости. Когда ты «поливаешь» горящую свечу углекислым газом, скопившимся в бутыли, он «заливает» пламя свечи и не даёт ей гореть дальше.

 

Непромокаемый песок

Может ли песок, брошенный в воду, остаться сухим? Выполни следующий опыт и убедись, что это не вымысел!

Что потребуется: просеянный и высушенный мелкий песок (его можно купить в зоомагазине), средство для защиты обивки мебели от пятен или водоотталкивающий спрей для обуви, небольшая пластмассовая ёмкость, стеклянная миска, контейнер, лист бумаги, вода.

Опыт

Опыт следует выполнять в хорошо проветриваемом помещении либо на улице. Помести песок в небольшую пластмассовую ёмкость, равномерно распредели его тонким слоем. Распыли на песок средство для защиты обивки мебели от пятен или водоотталкивающий спрей для обуви. Тщательно перемешай песок, дай ему высохнуть. Снова распредели песок тонким слоем и распыли аэрозоль, дай песку высохнуть. Повтори эту операцию 3–4 раза. Песок для экспери-

мента готов! Для удобства высыпь его в отдельный небольшой контейнер. Наполни стеклянную миску водой почти доверху и высыпь в неё песок. Опусти руку в миску, зачерпни песочную массу. Достань её из воды и изучи.

Результат

Песок оказался абсолютно сухим. Высыпь его на лист бумаги, чтобы убедиться в этом дополнительно. Теперь ты можешь удивить своих друзей волшебным песком, который не намокает в воде! Так что ты старался не зря! В чём секрет этого удивительного физического явления?

Объяснение

Всё дело в особом свойстве соединений, которые входят в состав аэрозолей для защиты обивки мебели от пятен и водоотталкивающего спрея для обуви. Если нанести их на любую поверхность, она станет гидрофобной, то есть не будет смачиваться водой. Ты обработал этими веществами каждую песчинку, поэтому песок не намок.

 

Как вскипятить воду с помощью льда?

Думаешь, воду можно вскипятить только в чайнике? Ошибаешься! Выполнив следующий эксперимент, ты сможешь сделать это с помощью льда!

Что потребуется: стеклянная бутылка с закручивающейся пробкой объёмом 0,5 литра, стеклянная банка объёмом 1 литр, ёмкость из огнеупорного стекла с водой, плита, кухонные прихваты, вода.

Опыт

Наполни пустую стеклянную бутылку водой на одну треть. Включи плиту, поставь на зажжённую конфорку ёмкость из огнеупорного стекла с водой. Помести в неё бутылку. Дождись, когда вода в бутылке закипит. Как только это произойдёт, надень кухонные прихваты и достань бутылку. Не забудь выключить плиту!

Поставь бутылку с нагретой водой на стол, подожди 1 0 секунд, чтобы она немного остыла. Прихваты не снимай!

Завинти крышку, переверни бутылку и помести её в банку так, чтобы дно располагалась строго горизонтально. Сейчас всё готово для того, чтобы продолжить кипение воды, но уже с помощью охлаждения! Для этого на дно перевёрнутой бутылки положи кубики льда и немного подожди.

Результат

Спустя несколько секунд вода в бутылке действительно закипела, словно кто-то невидимый нагрел сосуд. В чём секрет этого чуда?

Объяснение

На самом деле в нагревании воды с помощью льда нет ничего необычного. При кипении жидкости образуется пар. Бутылка закрыта крышкой, поэтому пар не может выйти наружу. Когда ты поместил лёд на дно бутылки, пар охладился и начал превращаться в жидкость. Пар занимал больший объём, чем образовавшаяся жидкость, поэтому давление внутри бутылки падает. Известно, что температура кипения зависит от давления. При нормальном давлении вода кипит при температуре +100 °C, при пониженном (например в горах) – при +80 °C и даже +60 °C! Превращение пара в жидкость понизило давление внутри бутылки, и той температуры, до которой остыла вода, стало достаточно для её кипения!

 

Самоходные стаканчики

Механика – это раздел физики, который изучает движение тел. Скучно и не интересно? Выполни опыт, описанный ниже, чтобы убедиться в обратном!

Что потребуется: два бумажных стаканчика с крышками, широкий скотч, три тонких резиновых кольца длиной 7–8 сантиметров, трубочка для коктейлей, скрепка, ножницы, карандаш, металлическая шайба диаметром 0,5 сантиметра, крупная бусина, монета номиналом 1 рубль.

Опыт

Переверни стаканчики, на донышках ровно посередине обведи монету. По нарисованным контурам вырежи отверстия. Соедини стаканчики донышками друг с другом и обмотай их широким скотчем. Вставь карандаш в отверстия каждой крышки, чтобы сделать их шире. Достань карандаш.

Возьми два резиновых кольца. В первое продень второе. Правый конец продетого кольца пропусти через левый и затяни. Таким же способом соедини второе кольцо с третьим. У тебя должна получиться длинная резинка с двумя узлами, как на рисунке. Закрой стаканчики крышками, опусти резинку в отверстие первой крышки – она пройдёт сквозь соединённые стаканчики – и вытяни через отверстие второй крышки. С одной стороны зацепи за резинку канцелярскую скрепку, с другой – протяни резинку через шайбу, затем – бусину. Бусина должна быть достаточно крупной, чтобы шайба не спадала. В получившуюся резиновую петельку вставь коктейльную трубочку. Вращай трубочку по часовой стрелке, чтобы закрутить резинку. Положи полученную конструкцию на плоскую горизонтальную поверхность. Наблюдай за тем, что происходит.

Результат

После того как ты закрутил резинку и положил конструкцию на плоскую поверхность, она пришла в движение. Интересно, почему?

Объяснение

Кольцо, которое ты закрутил с помощью трубочки, деформируется – растягивается и наматывается само на себя. В таком кольце заключена энергия, которой можно воспользоваться в будущем. Когда ты кладёшь конструкцию на плоскую поверхность и отпускаешь трубочку, резиновое кольцо начинает разматываться – устройство движется. Его приводит в движение смещение бусины, которое перемещает центр тяжести всей конструкции.

 

Двигатель из алюминиевой банки

Более 2000 лет назад древнегреческий математик и механик Герон придумал удивительный двигатель – паровую турбину. Ты можешь познакомиться с принципом работы турбины не выходя из дома!

Что потребуется: пустая алюминиевая банка из-под «Кока-Колы», шило, рыболовная леска, свеча или пиала со спиртом, спички, скотч, вода.

Опыт

В верхней части алюминиевой банки с помощью шила проделай два отверстия друг напротив друга. Они должны располагаться на 1–2 сантиметра выше воображаемой горизонтальной линии, которая делит банку пополам. Отверстия должны быть сделаны под небольшим углом и направлены в противоположные стороны. Для этого шило в месте прокола первого отверстия держи не перпендикулярно поверхности банки, а под углом 45° вправо. Второе отверстие также сделай под углом 45° вправо. Наполни банку водой наполовину, верхнее отверстие заклей скотчем. С помощью рыболовной лески подвесь её за алюминиевое кольцо, чтобы она могла свободно вращаться и располагалась не слишком высоко над столом. Под банкой размести свечу или пиалу со спиртом. Зажги свечу или подожги спирт. Подожди 10–15 минут, пока огонь не нагреет содержимое банки. Будь терпеливым и наблюдай за тем, что произойдёт.

Результат

Спустя некоторое время жидкость внутри банки закипит. Пар от кипящей воды выйдет из банки через сделанные тобой отверстия. Банка начнёт вращаться, как настоящий паровой двигатель! Интересно, почему?

Объяснение

Банка вращается благодаря водяному пару, который с силой выходит через отверстия. Они расположены на противоположных сторонах сосуда и сделаны под углом, поэтому банке сообщается сила вращения.

 

Толстеющий гвоздь

Обыкновенный железный гвоздь можно заставить «поправиться», то есть «набрать лишний вес». Как это сделать? Читай об этом в нашем следующем опыте.

Что потребуется: вода, медный купорос (средство от насекомых-вредителей), железный гвоздь, стакан, карандаш, нить, наждачная бумага.

Опыт

Приготовь концентрированный раствор медного купороса. Для этого насыпь в стакан столовую ложку купороса, залей водой и хорошенько размешай. Далее с помощью нити привяжи к карандашу за шляпку обыкновенный железный гвоздь. Перед тем как опустить гвоздь в раствор, зачисти его наждачной бумагой до блеска. Полностью опусти привязанный к карандашу гвоздь в раствор медного купороса. Карандаш положи на края стакана. Оставь гвоздь на некоторое время и наблюдай за тем, что происходит в стакане.

Результат

Концентрированный раствор медного купороса имеет яркий, насыщенный синий цвет. После того как ты опустишь гвоздь, раствор начнёт постепенно бледнеть, пока из ярко-синего не превратится в светло-голубой. Спустя ещё некоторое время окраска раствора станет светлозелёной. Изменения затронут и железный гвоздь. Он на глазах начнёт увеличиваться в размерах, как будто покрываясь налётом. Достань гвоздь из раствора, когда тот побледнеет. Внимательно рассмотри, что налипло на гвоздь.

Объяснение

Между железным гвоздём и раствором медного купороса протекает химическая реакция, в ходе которой на металлическую поверхность оседает медь. Тёмно-красные кристаллики меди легко увидеть, внимательно рассмотрев «потолстевший» гвоздь.

 

 

 

Источник:

по книге "100 научных опытов для детей и взрослых в комнате, на кухне, на даче"

Автор: Болушевский С.В. и др.
"100 научных опытов для детей и взрослых в комнате, на кухне, на даче"
Серия: Опыты для детей и взрослых.