Só-magma
Zsigó Zsolt
2005/09/26 16:09
2546 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Hogyan "működik" a földkéreg? Mitől mozognak a kontinensek? Egy pohár víz, egy kis olaj, és néhány csipet só segít ezt megérteni.

Ez a kísérlet egészen egyszerű, mégis meg lehet vele magyarázni egészen bonyolultnak tűnő dolgokat. A hozzávalók: A pohár legyen üvegből, hogy láthassuk a benne lévő vízben zajló eseményeket! Ezenkívül kell még konyhasó és étolaj. A kísérlet akkor sikerül legjobban, ha nagy szemű, természetes sót használunk, de ha finom szemű sót, az is hasznos. A kísérlethez az olajat ráöntjük a víz felszínére kb. félujjnyi vastagságban (egészen kevés olaj elég hozzá), majd megsózzuk: Egy kis idő után a sózott olaj lecseppen a pohár aljára, majd a só "kifolyik" belőle, és a csepp visszamegy a felszínre: Minél nagyobb szemű a só, annál hamarabb kikerül az olajcseppből, tehát az "ingázás" annál gyorsabb. Érdemes mindkét változatot kipróbálni. Ha egyszerre sok sót terítünk az olajra, akkor több csepp is elindulhat egyszerre. Elképesztő látvány!

Hogyan működik?

A jelenség alapja az Archimedes-törvény. Ebből egészen egyszerű megfontolásokkal levezethető, hogy egy folyadékban lévő, annál nagyobb sűrűségű test lemerül, a kisebb sűrűségű pedig felemelkedik. A kísérletben az olaj először úszik a víz felszínén, mivel sűrűsége kisebb a vízénél. Amikor rászórjuk a sót, a só-olaj keveréknek nagyobb lesz a sűrűsége, tehát lemerül. A só nem oldódik az olajban, mivel ionos vegyület, az olaj pedig nem poláros (vagyis nincsenek benne eltolódva a töltések, úgy, hogy pozitív-negatív töltéspárok képződjenek, és ezek "megfoghassák" a só ionjait). Emiatt a só közül egy idő után kiszivárog az olaj, és visszaúszik a felszínre. Nagy szemű természetes sónál a folyamat azért gyorsabb, mert a nagyobb sószemek között nagyobbak a rések is, és így az olajnak a szélesebb "csatornákon" könnyebb átfolyni.

Mit magyarázhatunk meg ezzel?

A "láva-lámpa"

A különböző "shopping centerekben" lehet néha látni olyan "lámpákat", amelyekben egy színtelen folyadékban lévő színezett olaj mozog fel-le (dekorációnak remek! :) ). Ezt a jelenséget könnyen magyarázhatjuk. Azt tudhatjuk, hogy az anyagok hő hatására kitágulnak (általában), és így sűrűségük csökken. Lehűlésnél fordított a helyzet, a sűrűség növekszik. A mi kísérletünkben a sózás helyettesítette a lehűlést, a só kiválása pedig a melegedést. A lámpában alul van egy izzó, ami a színezett olajat, ha az közel van hozzá, melegíti, ettől az olaj sűrűsége csökken, tehát felszáll. A felső részen a környező levegő lehűti az olajat, ettől száll újra le.

A földkéreg mozgásai

A természetben is működik egy ilyen "lámpa", és ez a Föld, amin élünk! A Föld belseje forró, olvadt kőzetből áll, amiből a legmelegebb részek a sűrűségkülönbség miatt feljönnek a felső rétegekbe, és ha rés támad a földfelszínen, tűzhányók lávájaként bukkannak a felszínre. Ettől a felszíni repedéseket minduntalan szétfeszítik a feltörő lávafolyamok, és folyamatosan (bár emberi léptékkel nézve igen lassan) mozgatják a földfelszíni lemezeket. Galileinek igaza volt: "Eppur si move!" És mégis mozog (a Föld)... :) A fordított folyamat nem egészen olyan, mint a kísérletben, ugyanis a felszínre érve a kőzetek megszilárdulnak. Az előbbi mozgás miatt egy másik helyen az ott lévő részek a felszín alá buknak, ahol újra megolvadnak, vagy felgyűrődnek, és hegységeket képeznek. Ezeken a helyeken a kőzetrétegek súrlódása következtében igen sok a földrengés, és általában sok a vulkán is. A felszín tehát mozog, alakul, néha reng, és mindezt a sűrűségek különbsége "hajtja" (no meg a Föld belsejében végbemenő radioaktív bomlások, amik folyamatosan hőt termelnek).

A hajszálerek működése

A kísérletben tapasztalhattuk, hogy a nagy szemű só közül, a nagy rések miatt, könnyebben jön ki az olaj. Ez a törvényszerűség az alapja a hajszálerek működésének. Ha például gyulladt egy testrészünk, akkor az azért piros, mert ott a hajszálerek kitágultak, hogy több vért tudjanak szállítani. Ugyanis, hasonlóan az olajhoz, a vér is könnyebben folyik át egy tágabb "csatornán". Meg lehet mérni (precíz eszközök kellenek hozzá...), hogy egy kör keresztmetszetű csövön, adott nyomás hatására meginduló folyadékáramlás erőssége a cső sugarának negyedik hatványával arányos. Ez azt jelenti, hogy ha pl. kétszeresére növeljük a cső keresztmetszetét, akkor az áramlás erőssége 16-szorosára növekszik! Ez a törvény sem érvényes korlátozás nélkül: Nagy sebességek, vagy nagy csőméret esetén nem működik, de a hajszálerekre (kis méret, kis áramlási sebesség) igaz.

A tengeri só-ujjak

Ha sok sót terítünk az olajra, akkor több csepp is elindul, mintha ujjak nyúlnának be a vízbe. Ez a természetben is előfordul: A tengerek felszínén. A trópusi övben olyan erősen tűz a nap, hogy a tenger sós vizéből a felszínen elpárologtatja a víz egy részét, és így a sós oldat egyre töményebb lesz. Egyszer csak instabil helyzet alakul ki: A felső réteg sósabb, és így sűrűbb, mint az alatta lévő. Ezért lebukik a felszín alá, mellette pedig felfelé mozog a sótlanabb, könnyebb víz. Így alakulnak ki a tengeri só-ujjak.

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek