Varázslombik
Zsigó Zsolt
2004/07/26 11:52
1525 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Varázslat fizikaórán? Igen! Nagyon sok fizikai kísérlet lenyűgöző, sokszor varázslatos, és csodálkozásra késztet sokunkat. Ilyen az alább ismertetett is.

Szükséges eszközök, anyagok

• Kettős üveglombik,
• Üvegtölcsér,
• Gumigyűrű (a lombik nyakán),
• Gumidugó,
• 90-92%-os denaturált szesz (alkohol),
• Víz,
• Metilénkék,
• Fukszin.

Bemutatható kísérlet

Az alábbi kísérlet a folyékony anyag részecskékből való felépítettségének igazolására al-kalmas. Annak szemléltetésére, miszerint a folyadék kis részecskék sokaságából áll, melyek nem töltik ki teljesen a teret, közöttük hézagok vannak.

A kísérlet összeállítása, bemutatása

Ha egy nagy pohár gesztenyét és egy ugyanakkora pohár babot egy tálba kiöntve össze-keverünk, nem különösen tűnik érdekesnek az, hogy a poharakba viaszjuttatott keverék már nem tölti ki teljesen a két poharat. A keverék térfogata kisebb lesz, mint az összetevők külön-külön vett térfogatainak összege.

Ugyanez az eredmény már meglepő két folyadék, nevezetesen a víz és az alkohol eseté-ben. Ennek szemléltetésére alkalmas a "varázslombik"-nak elnevezett kísérleti eszköz, amit üvegtechnikai szakműhelyben lehet elkészíttetni. (Ismeretesek más kísérleti összeállítások is a jelenség bemutatására, de azokkal a kísérlet végrehajtása nehézkesebb, és meglehetősen hosszadalmas.)

A kísérlet jó láthatósága érdekében fessük meg a két összekeverendő folyadékot, így a kezdeti elkülönülés, majd a későbbi elegyedés jól megfigyelhető!
A vizet metilénkékkel kékre, a denaturált szeszt (alkoholt) fukszinnal rubinvörösre festhet-jük. (A metilénkék akvarisztikai szaküzletben, a fukszin a kémia szertárakban megtalálható.)

Töltsük fel a tölcsér segítségével először a lombik alsó gömbi részét vízzel, utána a felsőt denaturált szesszel! A felső folyadék szintje a lombik szárának legalább feléig, háromnegye-déig érjen, amit jelöljünk meg a gumigyűrűvel (1.a ábra)!
Zárjuk be az edény nyílását a gumidugóval, s ezt követően a két folyadékot a lombik há-romszori, négyszeri megfordításával (fejtetőre állításával) keverjük össze!

Az eredmény meglepő: az elegyedés után a folyadékfelszín 3-4 centiméterrel a gumigyűrű alá kerül (1.b ábra és videofelvétel letölthető a lap alján)

(A jelenség folyadékkontrakció néven ismert.)

A jelenség magyarázata

A folyadékok kis részecskék sokaságából tevődnek össze, s összekeveréskor a nagyobb folyadékrészecskék közötti hézagokba beférkőznek a kisebb folyadékrészecskék. Ezért lesz a két folyadék külön-külön vett térfogatának összegénél kisebb az elegy térfogata.

Módszertani tudnivalók

Sokan babbal és mákkal végzik el az analóg kísérletet, vagy teszik szemléletessé a jelen-ség megértését. Ekkor a babszemeket a nagyméretű alkoholmolekuláknak, a mákszemeket a kis vízmolekuláknak feleltetik meg. Ez a szemlélet hibás!

A valóság az alábbi: Az összekapaszkodott vízmolekula-csoportok, mint nagyobb "golyók" között szabad helyek találhatók, s mint ahogy a gesztenyét a babbal összekeverve, a geszte-nyeszemek közötti hézagokba beférkőznek a babszemek, ugyanúgy a vízmolekula csoporto-sulások közötti üres helyeket részben betöltik az alkoholmolekulák. (A jelenség pontosabb magyarázatát molekulaszerkezeti alapon adhatjuk meg.)

A varázslombik az 1994-es paksi fizikatanári ankéton volt először bemutatva.

(A készülék a taneszköz-kereskedelemben is megtalálható: Cartesius Bt. 3300 Eger, Barkóczy u. 11.)

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál