Kiireinen tulitikku

Miksi toinen tulitikuista karkaa omille teilleen ja toinen kelluu paikallaan? Kokeile itse, mutta ÄLÄ MAISTA!

TARVIKKEET:
Laakea astia, esim. syvä lautanen tai piirakkavuoka
Vettä
Tulitikkuja
Nestemäistä astianpesuainetta


OHJE:
Kaada vettä laakealle astialle.
Ota tulitikku ja kasta sen pää astianpesuaineeseen.
Laita tulitikku veteen ja havainnoi sen liikerataa.
Ota toinen tulitikku ja laita se veteen ilman astianpesuainetta.


TIEDE:
Astianpesuaine rikkoo veden pintajännitystä ja silloin vedenpinnan hiukkaset pääsevät liikkumaan nopeasti nesteessä ja työntävät tulitikkua lautasen reunoille. Pintajännitys johtuu nesteen molekyylien välisistä vetovoimista, koheesiosta, jotka puolestaan johtuvat molekyylien sisäisistä voimista.

Tiheystorni

Miten tehdään tiheystorni? Kokeile itse!

TARVIKKEET:
Korkea astia
Siirappia
Ruokaöljyä
Vettä
(Elintarvikeväriä)
Eri painoisia pieniä esineitä, jotka mahtuvat astiaan

OHJE:
Kaada astiaan pohjalle siirappia n. 1/3.
Kaada keskelle (elintarvikevärillä värjättyä) vettä n. 1/3.
Kaada lopuksi päälle ruokaöljyä n. 1/3.
Havainnoi, kuinka eri nesteet järjestyvät astiaan.
Pudota pikkuesineitä astiaan.
Videolla mm. numeroarpakuutio pysähtyy siirappikerrokseen, pieni lyijykynän pätkä jää öljykerroksen pinnalle ja marmorikuula uppoaa pohjaan saakka.

TIEDE:
Tässä tempussa havainnoidaan erilaisten nesteiden sekä kappaleiden tiheyttä. Kun öljykerroksen päälle kaadetaan vesikerros, vesi painuu öljyn alapuolelle, koska vesi on tiheämpää kuin öljy. Siirappi on tiheämpää kuin vesi tai öljy, joten se painuu astian pohjalle. Kun astiaan pudotetaan erilaisia esineitä, ne jäävät tiheyttänsä vastaavaan kohtaan kellumaan. Voidaan yleistää, että jos kappaleen tiheys on pienempi kuin ympäröivän väliaineen tiheys, on noste suurempi voima kuin paino ja tästä syystä erilaiset kappaleet jäävät kellumaan eri kerroksiin.

Maustetähti

Miten tehdä tiedettä ja taidetta pintajännityksen avulla? Kokeile itse, mutta ÄLÄ MAISTA! Samalla voit havannoida astianpesuaineen voimaa.

TARVIKKEET:
Lautanen
Vettä
Oreganoa tai muuta vastaavaa rouheista maustetta
Nestemäistä astianpesuainetta

OHJE:
Kaada vettä lautaselle.
Ripottele oreganoa tai muuta rouheista maustetta lautaselle, niin että pinta peittyy.
Tipauta päälle astianpesuainetta.
Havainnoi ja ihaile ainutlaatuista muotoja!

TIEDE:
Astianpesuaine pienentää veden pintajännitystä. Kun veteen tiputetaan astianpesuainetta, mausterouhe suorastaan ampaisee lautasen reunamille muodostaen erilaisia kuvioita. Mausterouhe liikkuu repeävän pintajännityskalvon päällä.

Laavalamppu

Kupliva laavalamppu ei valaise, mutta häikäisee upeudellaan, vai mitä mieltä olet? Kokeile itse!

TARVIKKEET:
Syvä tai muu reunallinen astia (sotkua varten)
Kapea lasi, purkki tai pullo
Vettä
Ruokaöljyä
Poretabletti
Elintarvikeväriä

OHJE:
Täytä n. 1/2 lasista (tai purkista/pullosta) vedellä, joka on värjätty parilla elintarvikeväritipalla.
Täytä loput lasista öljyllä.
Odota, että öljy erottuu omaksi kerroksekseen.
Lisää pari tippaa elintarvikeväriä.
Tiputa sekaan poretabletti ja tarkkailen rauhassa mitä kaikkea astiassa tapahtuu.

TIEDE:
Vesi ja rasvaliukoinen öljy eivät sekoitu keskenään, vaan näistä aineista tiheämpi eli vesi painuu astian pohjaan. Elintarvikeväri liukenee vain veteen, ja siksi öljy ei värjäydy. Kupliva “laava” muodostuu, kun poretabletti reagoi veden kanssa ja muodostuu hiilidioksidikaasua. Hiilidioksidikuplat kiinnittyvät vesimolekyyleihin ja kuljettavat niitä öljykerroksen läpi.

Ylöspäin kiipeävä vesi

Miten veden saa kiipeämään lasissa ylös? Kokeile itse!

TARVIKKEET:
Lämpökynttilä
Lautanen
Vettä
Lasi (tai koeputki, kuten videolla)
Tulitikkuja
(Väriainetta)

OHJE:
Kaada n. 1 cm vettä lautaselle. (Jos värjäät veden, näet selkeämmin mitä tapahtuu.)
Sytytä lämpökynttilä ja aseta se lautaselle. Älä kaada lautaselle liikaa vettä, ettei kynttilä ala kellua.
Laita lasi ylösalaisin kynttilän päälle lautaselle ja tarkkaile veden pintaa lasissa. (Jos käytät värjättyä vettä, näet vaikutuksen paremmin.)

TIEDE:
Ilmalla on suuri rooli tässä tiedetempussa. Lasin sisällä on ilmaa, joka koostuu pääasiassa hapesta ja typestä. Palamisprosessiin tarvitaan happea. Siksi hapen määrä ilmassa vähenee kynttilän palaessa. Ilma myös lämpenee kynttilän palaessa, ja tämä saa ilman laajenemaan sekä osin poistumaan lasin reunoista kuplimalla. Lopulta kynttilä sammuu sen vuoksi, että hapen määrä vähenee. Sen jälkeen ilma jäähtyy ja sen tilavuus pyrkii pienenemään. Paine lasissa laskee ja ulkopuolinen ilmanpaine työntää vettä lasiin niin korkealle, että paine-erot tasoittuvat.

Ei-newtonilainen fluidi

Miten aine voi tavallaan olla kiinteää sekä nestemäistä? Kokeile itse, jos et usko!

TARVIKKEET:
Perunajauhoa
Vettä
Lautanen

OHJE:
Sekoita lautasella n. 2/3 osaa perunajauhoa ja 1/3 vettä eli vaikkapa 2 dl perunajauhoa ja 1 dl vettä.
Havainnoi liman koostumusta pyörittämällä siitä palloa käsissä. Lisää tarvittaessa vettä/perunajauhoa.
Nauti!

TIEDE:
Tämä ei-newtonilainen fluidi eli perunajauho-vesi-lima ei tottele Isaac Newtonin perinteistä käsitystä siitä, miten nesteiden tulisi käyttäytyä. Ko. liman viskositeetti eli paksuus ei vaihtele lämpötilan muuttuessa, vaan ulkoisen voiman vaikutuksesta.

Kuplat

Kuplia Heurekan tapaan…

Huom. Älä kokeile tätä itse!

TIEDE:
Lämpimän veden kanssa kosketuksiin joutuva hiilioksidijää eli kuivajää alkaa kaasuuntua voimakkaasti. Kiinteän aineen muuttumista suoraan kaasuksi kutsutaan sublimaatioksi. Hiilioksidikaasu on näkymätöntä, mutta hiilidioksidijään erittäin kylmä lämpötila (-78,5 °C) saa ilman vesihöyryn muuttumaan näkyviksi jääkiteiksi eli härmistymään. Pullosta karkaavalla hiilidioksidikaasulla voi tehdä saippuakuplia, kun letkun pään kastaa astianpesuaineliuokseen. Pesuaine poistaa veden pintajännityksen, jolloin vesimolekyylien muodostama kalvo kestää venytystä. Letkusta tuleva hiilidioksidikaasu jää vesikalvon sisään, ja näin muodostuu kupla. Hiilidioksidi on ilmaa painavampi kaasu, minkä vuoksi kuplat putoavat pöydälle eivätkä jää leijumaan.