藍色加黃色等于綠色,對嗎?不一定!本次實驗活動中,你可以利用水的密度和溫度特性表演一場色彩繽紛的魔術。
注意事項
本次實驗活動需要用到非常熱的水和玻璃器皿,建議請一位成年人監(jiān)督實驗。翻轉玻璃杯時要小心,一定要握緊玻璃杯,并穿上不露腳趾的鞋,以防玻璃杯破碎扎傷腳趾。如果玻璃杯破碎,請一位成年人幫助你清理。
實驗條件及材料
●2個同樣大小的小玻璃杯
●薄紙板
●剪刀
●水龍頭里的冷水
●水龍頭里的溫水
●藍色和黃色食用色素
●托盤
活動步驟
(1)將一個小玻璃倒扣放在紙板上,用剪刀剪出一個比玻璃杯口稍大的正方形;向另一個小玻璃杯倒入冷水,越冷越好,倒?jié)M后把玻璃杯放在托盤上,將一滴藍色食用色素混入冷水中并攪拌均勻。
(2)打開水龍頭,將調好的溫水灌滿另一個小玻璃杯,然后也將其放在托盤上,將一滴黃色食用色素混入溫水中并攪拌均勻。
(3)用剪好的方形紙板蓋住冰涼的藍色玻璃杯,將紙板壓在玻璃杯的開口處,緊緊抓住玻璃杯,然后迅速將其翻轉放到黃色玻璃杯的頂部。如果不小心把水灑出來一點也沒關系。
(4)當不同顏色的水互相接觸時,你認為會發(fā)生什么?緊緊抓住頂部的玻璃杯,小心地將紙板抽取出來,確保兩個玻璃杯的開口對齊??炜矗∷念伾l(fā)生了什么變化?和你預想的一樣嗎?(圖1)
(5)現(xiàn)在進行第2個實驗,重復上述步驟,準備好2個裝滿藍色和黃色水的玻璃杯。
(6)這次你要用方形紙板蓋住裝滿黃色水的玻璃杯,將紙板壓在玻璃杯的開口處,緊緊抓住玻璃杯,然后將其翻轉放到藍色玻璃杯的頂部(圖2)。
(7)當這兩種不同顏色的水接觸時你認為會發(fā)生什么?小心地將紙板從兩個玻璃杯之間抽出,確保兩個玻璃杯的開口對齊。再看一下!這次水的顏色發(fā)生了什么變化?和你預想的一樣嗎?(圖3)
活動概述
兩次實驗有什么不同之處?看起來哪種液體在上面似乎很重要。那么,讓我們先解決是什么讓物體漂浮起來這一問題。
液態(tài)水是由大量微小的分子組成的,它們時刻都在四處跳躍。這些跳躍的分子會向各個方向運動共同產(chǎn)生推力,當然也包括向上的推力。物體能夠浮在水面上就是因為它的重量小于水分子向上的推力。漂浮實際上取決于重量和大小,像硬幣這樣輕的物體如果足夠小就會下沉到水底,而像充氣船這樣重的物體只要足夠大就可以漂浮在水面。
重量和大小被歸結為一個概念——密度,通過將重量除以大小計算(學術上稱之為質量和體積)。如果物體的密度小于水,它就會漂浮,反之就會下沉。
但水的密度可以改變,如何改變呢?這一切都與溫度有關。
溫度是衡量物質中分子跳躍速度的指標。水溫越高,水分子移動得越快,而且通過更多的反彈,分子會被推開,這就增加了水的大?。ɑ蝮w積)?,F(xiàn)在我們在更大的體積上擁有相同的重量,意味著熱水的密度低于冷水。也就意味著熱水會浮在冷水之上。這就解釋了第2個實驗中水的顏色沒有混合的原因。同時也解釋了為什么在第一個實驗中密度更大的冷水會混入熱水中。
現(xiàn)在你就學會了一個令人震驚的、科學的“魔術”!