mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterDnes875
mod_vvisit_counterVčera477
mod_vvisit_counterTento týden5424
mod_vvisit_counterMinulý týden4849
mod_vvisit_counterTento měsíc16993
mod_vvisit_counterMinulý měsíc23831
mod_vvisit_counterCelkem1606657

Právě je připojeno: 216 hostů, 2 bots online
Your IP: 54.198.164.83
 , 
Dnes: Dub 22, 2018

Pokus s povrchovým napětím horké vody

Nato ohřejeme vodu asi na 95 °C, tj. uvedeme ji do varu, odstavíme z ohně a necháme v klidu. Teď položíme na horkou vodu (opatrně -pálí!) čepelku, ještě jednu - a už obě klesají ke dnu. Velikost povrchového napětí závisí tedy na teplotě kapaliny. Proč? Molekuly kapaliny se neustále pohybují sem a tam.

Čím je kapalina teplejší, tím více se molekuly pohybují a kohezní síly (síly soudržnosti) se zmenšují. Nakonec koheze zanikne, molekuly vyletí jako vodní pára do okolního prostředí - a voda vře. Snadno pochopíme, proč s klesající kohezí slábne i povrchové napětí; molekuly nacházející se na povrchu nemohou zůstat v klidu, když pod nimi všechno tak řádí. Začnou běsnit také - a povrchové napětí klesá. Protože už víme, jak se měří povrchové napětí (například prstencem), můžeme měřit jeho závislost na teplotě (např. po 20 °C) a ze získaných hodnot sestrojit graf. Je to velmi obtížné, protože změny jsou nepatrné. Např. ohřátím z 20 na 40 °C se povrchové napětí vody zmenší jen o 4 %.

Pokus pro nevěřící

Kdo ještě pochybuje, může udělat tento pokus: dvě stejné sklenice postavíme vedle sebe a naplníme jednu z nich studenou, druhou do stejné výšky vřelou vodou. Proužek tkaniny, široký asi 1 cm a v polo- vině přeložený napříč, položíme přes sousedící okraje sklenic tak, aby oba konce ležely na vodě stejně velkými plochami. Výsledek: konec pásku, který leží na horké vodě, se potápí značně rychleji než druhý; vřelá voda má menší povrchové napětí a může rychleji vklouznout do látky (nebo pod částečky špíny). Jsou však ještě další možnosti, jak zmenšit povrchové napětí vody?

Alkohol bojuje s kávou

Na převrácený talířek nalijeme trochu kávy, aby právě pokryla dno. Pak kápneme doprostřed několik kapek rumu nebo jiného silného alkoholického nápoje. Alkohol (s menším povrchovým napětím) zatlačuje kávu k okraji; střed talířku je teď skoro suchý a objevilo se dno. Jen pozvolna se obě kapaliny uklidňují a vytvářejí pokojnou směs, která dno zase přikryje. K takovému zápasu dojde vždycky, když se setkají dvě kapaliny s různým povrchovým napětím. Kapalina s menším povrchovým napětím chce zabrat co největší plochu. To vede k pohybu molekul, až nakonec zůstane směs, která má menší povrchové napětí, než měla předtím voda. To však právě chceme, protože - jak už bylo řečeno -tím se každé praní usnadňuje a stává se hospodárnějším. To platí také pro odstraňování mastných skvrn benzínem. Kolem skvrny nakapeme benzín, aniž skvrnu samu navlhčíme. Teprve potom kápneme jednu nebo více kapek na skvrnu. Nyní hadříkem vysušíme střed skvrny - tam byl mastný benzín (s větším povrchovým napětím) zatlačen okolním čistým benzínem (s menším napětím). Kdybychom kapali nejdříve na skvrnu, byl by mastný benzín vytlačován následujícími kapkami k okraji a vznikl by špinavý okraj.

O smáčení

Příčinou toho, že naše plováčky plovaly na vodní hladině, bylo -jak víme - povrchové napětí. Trochu jsme mu pomohli, když jsme předměty protáhli mezi prsty, a tím je mírně namastili. Důkladně jsme to udělali při pokusu se sítem. Také vodní ptáci jsou přírodou vybaveni dobře namaštěným peřím, a proto se vodou nesmáčejí, tj. nejsou vůbec mokří. Tak se dík "nepřátelství" mastnoty a vody v podstatě zachovává hraniční plocha vody s jejím účinným povrchovým napětím. Úplně suchá jehla se většinou ihned potopí, protože se smočí; tím se vodní blána protrhne a takto vzniklou trhlinou jehla sklouzne dolů. Byla nasnadě myšlenka hledat takové látky, jež snižují silné povrchové napětí vody. Tak bychom mohli vodu učinit jaksi tekutější; mohli bychom dokonce smočit i částečky mastné špíny, vniknout pod ně, nadzvednout je a pak už snadno spláchnout. Káva bojující s alkoholem ukazuje cestu. Byly nalezeny účinné a levné látky, jimiž můžeme značně snížit povrchové napětí vody. Jsou to povrchově aktivní látky neboli smáčedla, obsažené například v přípravcích pro domácnost Jar, Sapon aj. Husa, kterou posadíme na vodu s přísadou Jaru, se potopí. Proto také tento pokus konáme na mělké vodě.

Znovu zkouška tkaniny

Sestavíme si opět dvě sklenice, avšak místo horké vody naplníme jednu sklenici studenou vodou, do níž jsme přidali trochu Jaru. Pruh textilu se v této vodě potápí rychleji než v čisté vodě.

"Rychlý" Jar

Kapka vody s přísadou Jaru vsakuje do tkaniny rychleji než kapka čisté vody; to lze snadno vyzkoušet. Podobných pokusů je mnoho, například můžeme na vodu v obou sklenicích položit stejně velké kousky jednoho a téhož druhu papíru. Jeden talíř ponoříme do obyčejné vody a druhý do vody s přídavkem Jaru, vyjmeme a s obou talířů necháme vodu stékat. Na prvním se tvoří větší počet nepravidelných a spolu nesouvisících "ostrůvků" vody; na druhém talíři zůstává značně tenčí, stejnoměrná vrstva vody, která rychle schne.

Výbuch na vodě

pok2-20 Na hladinu vody dáme kousek tuku či mýdla nebo kapku éteru, oleje, benzínu nebo lihu. Povrch se tím jak náleží rozruší, což se dá pomocí lehkých tělísek plovoucích na hladině ukázat snad ještě lépe než u alkoholu s kávou. Do ploché nádoby (talíře nebo fotografické misky) nalijeme čistou vodu a hladinu pokryjeme pokud možno rovnoměrně konfetami (odpadem z kancelářské děrovačky), nebo ji tence poprášíme magnézií, sirným květem, plavuňovým práškem či pudrem, který neobsahuje tuk (obyčejný zásyp se obvykle nehodí). Špičku nějaké větší jehly nebo konec drátu namočíme do některé z uvedených kapalin a ponoříme ji doprostřed vodní plochy. Výsledek je překvapující: plovoucí částečky se rozprchnou na všechny strany. Ještě většího účinku dosáhneme, když kápneme na vodu kapku povrchově aktivní kapaliny. Při použití oleje můžeme zvlášť dobře pozorovat, jak se olej šíří po hladině v podobě stále se zvětšujícího kruhu a jak původní hladinu vody zatlačuje*). Hrozí-li ztroskotání lodi, využívá se tohoto jevu k uklidnění rozbouřeného moře: na vlny se vylévá olej. Teď už je také jasné, proč se olej v naší lodičce na reaktivní "olejový" pohon snažil "rychle rozlít po hladině" (str. 96). Víme i to, že by se člun dal pohánět také lihem, éterem, mýdlem nebo některou jinou povrchově aktivní látkou.

Spirála se otáčí

Z velmi tenkého drátu stočíme malou spirálu, trochu ji namastíme a posadíme na vodu. Do středu spirály kápneme některou povrchově aktivní kapalinu - a spirála se roztočí. Stejně jako u člunu s reaktivním pohonem, vzniká i zde reaktivní síla; protože však rozšiřující se kapka musí procházet mezi zakřivenými závity spirály, vzniká otáčivý pohyb.

Kafrová turbína

pok2-21 Kafr je bílá, zrnitá hmota pronikavého zápachu, který moli nesnášejí. Proto se kafr používá jako prostředek proti molům, dále k výrobě celuloidu a v lékařství k posílení srdeční činnosti. Skládá se z 89 až 94 procent čistého kafru a z 2 až 2,5 procent kafrové silice. Tato silice se z hmoty neustále vylučuje; je povrchově aktivní, a tedy vhodná k našim pokusům. Z jednoho velkého a čtyř malých korkových kotoučků a ze čtyř jehel si uděláme jakousi turbínu. Velký kotouč leží vodorovně, malá kolečka jsou uspořádána svisle. Ke každému z malých kotoučků přilepíme syntetickým lepidlem kousek kafru. Vše musíme pečlivě chránit před mastnotou; pracujeme nejlépe pinzetou. Jakmile posadíme turbínu na vodu, silice unikající z kafru změní povrchové napětí vody a turbína se bude točit celé hodiny, podle okolností i několik dnů. Je to reaktivní pohon ? Na tuto otázku není snadná odpověď. Podobně si můžeme postavit i člun poháněný kafrem.

 
Anketa
Nápad s povinným počítáním příkladů přes internet (novinka)
 

 


120x600_gif

 

 


logo-cez


logo-nadace-cez-29mm-a4-rgb-png