Fizyka LO Turek
Start
Nauczyciele
Nauczanie
Konkursy
Ciekawostki
Aktualności
Astronomia
Struktura materii
Doświadczenia domowe
Testy z fizyki
Spis treści i wyszukiwarka
Hosted by:
W kręgu fizyki LO Turek

Doświadczenia domowe - budowa cząsteczkowa i ciepło

Doświadczenie 1
Gasnąca świeczka w wodzie
Materiały: świeczka, zapałki, głęboki talerz, palnik spirytusowy własnej roboty, szklany słoik, woda
Przebieg doświadczenia: Świeczkę przytwierdzamy do dna głębokiego talerza, do którego nalewamy wody i zapalamy świeczkę. Przykrywamy świeczkę dużym szklanym słoikiem. Po chwili świeczka gaśnie, a do słoika nachodzi woda. Zamiast świeczki można użyć palnik spirytusowy własnej roboty, wykonany ze słoika po ketchupie.
Wyjaśnienie: Do spalenia jednej cząsteczki alkoholu potrzeba trzech cząsteczek tlenu, a dostajemy jedynie dwie cząsteczki dwutlenku węgla co wynika z reakcji C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O (alkohol i woda to ciecze więc ich nie liczymy). Maleje więc ilość gazu i ciśnienie wewnątrz słoika maleje, ale na początku nie tak szybko bowiem wzrasta temperatura powietrza. Woda z talerzyka zostaje powoli zassana do wnętrza butelki w celu wyrównania powstałej różnicy ciśnień wewnątrz i na zewnątrz butelki. Po zgaszeniu świeczki maleje temperatura co dodatkowo powoduje następny spadek ciśnienia. Woda wtedy gwałtownie pędzi w górę, aż do momentu gdy spadek ciśnienia wewnątrz butelki zostanie wyrównany przez ciśnienie hydrostatyczne powstałego w niej słupa cieczy.
Autor: Dominik Szady, Szymon Gruszczyński
Uwagi do wykonania: dość łatwe


Doświadczenie 2
Konwekcja w zabarwionej wodzie
Materiały: tabletka Kalium zawierająca nadmanganian popasu, szklanka, zimna woda, palnik spirytusowy
Przebieg doświadczenia: Tabletkę Kalium zawierającą nadmanganian potasu, podzieloną na części, wrzucamy do szklanki z zimną wodą. Bez podgrzewania tabletka słabo się rozpuszcza, a powstałe smugi nie unoszą się, tylko opadają. Następnie szklankę podgrzewamy na palniku spirytusowym wykonanym ze słoika po ketchupie. Tabletka rozpuszcza się i ciepłe strugi wody wraz z nadmanganianem potasu unoszą się do góry. Zimna woda z górnej części szklanki opada na dno. Ogrzewana woda bardzo szybko się miesza.
Wyjaśnienie: Ciepła woda ma małą gęstości i unosi się do góry, a zimna dużą gęstość (jest cięższa) i spada w dół. Takie zjawisko nazywamy konwekcją czyli unoszeniem. Więcej informacji można znaleźć w artykule: Konwekcja ciepła.
Autor: Daria Ochocka
Uwagi do wykonania: łatwe, palnik spirytusowy można wykonać ze słoika po ketchupie, knot można kupić w sklepie (przeznaczony jest on do lampek oliwnych)


Doświadczenie 3
Dlaczego wodę należy ogrzewać od spodu?
Materiały: szklana rurka (w takich rurkach sprzedawane są laski wanilii), kombinerki, palnik spirytusowy, zimna woda, denaturat
Przebieg doświadczenia: Do szklanej rurki wlewamy zimną wodę. Szklaną rurkę chwytamy kombinerkami, umieszczamy rurkę nad palnikiem spirytusowym i podgrzewamy ją od spodu. Woda ogrzewa się powoli, cała rurka ma tą samą temperaturę. Po dłuższym czasie woda w rurce wrze w całej objętości. W drugiej części po schłodzeniu rurki napełniamy ją zimną wodą i ponownie umieszczamy rurkę nad palnikiem ale ogrzewamy tylko jej górna część. Woda w górnej części bardzo szybko doprowadzona jest do wrzenia natomiast dolna część pozostaje cały czas chłodna.
Wyjaśnienie: Zachodzi tutaj konwekcja ciepła czyli unoszenie. Ciepła woda ma małą gęstości i unosi się do góry, a zimna woda dużą gęstość (jest cięższa) i spada w dół. Dlatego też ogrzewając rurkę od spodu ogrzewamy całą objętość wody i długo czekamy na wrzenie. W drugiej części ciepła woda nie opada, dolny koniec jest cały czas zimny i możemy rurkę trzymać na dole goła ręką. Woda jest doprowadzana do wrzenia bardzo szybko.
Autor: Daria Ochocka
Uwagi do wykonania: łatwe, palnik spirytusowy można wykonać ze słoika po ketchupie, knot można kupić w sklepie (przeznaczony jest on do lampek oliwnych)


Doświadczenie 4
Otwarte okno zimą
Materiały: świeczka, zapałki
Przebieg doświadczenia: Palącą się świeczkę ustawiamy w otwartym oknie. Najpierw umieszczamy w dolnej części okna a następnie u góry. Płomień palącej się świeczki umieszczonej w dolnej części okna wychyla się do środka pomieszczenia (zdjęcie po lewo), natomiast palącej się u góry na zewnątrz pomieszczenia (zdjęcie po prawo).
Wyjaśnienie: Eksperyment jest ilustracją zjawiskia konwekcji ciepła. Ciepłe powietrze ma małą gęstość i unosi się do góry, a zimne dużą gęstość (jest cięższe) i spada w dół. Stąd zimne powietrze przedostaje się z zewnątrz do pomieszczenia w dolnej części okna. Natomiast płomień świeczki umieszczonej w górnej części okna skierowany jest w zewnętrzną stronę, gdyż ciepłe powietrze "ucieka górą" z pomieszczenia.
Autor: Anita Wachowska
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe
świeczka na dole świeczka u góry


Doświadczenie 5
Zgnieciona butelka plastikowa
Materiały: butelka plastikowa, gorąca woda z czajnika, kran z zimną wodą
Przebieg doświadczenia: Do pustej butelki plastikowej wlewamy nieco gorącej wody i zakręcamy butelkę. Obracamy butelką aby powietrze zawarte w puszcze ogrzało się. Polewamy butelkę zimną wodą. Butelka zostaje zgnieciona.
Wyjaśnienie: Ciśnienie w butelce jest cały czas stałe ponieważ plastikową butelkę można łatwo zgnieść a na butelkę działa stałe ciśnienie atmosferyczne. Gdy wstawimy butelkę pod strumień zimnej wody to temperatura gwałtownie maleje. Ilość gazu w butelce nieznacznie się zmniejsza ponieważ część pary wodnej po oziębieniu się skrapla. Z równania Clapeyrona wynika, że zarówno obniżanie się temperatury jak i spadek ilości gazu przy stałym ciśnieniu powoduje zmniejszenie objętości. Butelka więc zostaje zgnieciona.
Autor: Katarzyna Kasprzak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe


Doświadczenie 6
Błona powierzchniowa
Materiały: szklanka, woda, monety
Przebieg doświadczenia: Do szklanki nalewamy do pełna wody. Wrzucamy do niej po kolei monety. Woda nie wylewa się lecz wystaje ponad brzeg szklanki.
Wyjaśnienie: Cząsteczki cieczy przyciągają się wzajemnie. Jest to przejaw oddziaływania elektromagnetycznego. Siły te nazywamy siłami spójności. Siły działające na cząsteczki wewnątrz cieczy się równoważą, natomiast na cząsteczki leżące na powierzchni działa siła wypadkowa do środka cieczy. Takie zjawisko nazywamy napięciem powierzchniowym. Powierzchnia wody zachowuje się więc tak jak sprężysta błona zwana błoną powierzchniową. Błona ta dąży do zmniejszenia powierzchni swobodnej cieczy. Najmniejszą powierzchnię o takiej samej objętości ma kula. Ciecz dąży więc do przyjęcia kształtu kulistego, stąd woda wystaje ponad szklankę. Nie jest to kula ponieważ na wodę działa siła ciężkości, która dla dużych powierzchni jest dużo większa od siły napięcia powierzchniowego i górna powierzchnia wody jest prawie płaska.
Więcej informacji można znaleźć w artykule: Napięcie powierzchniowe i włoskowatość.
Autor: Katarzyna Kasprzak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe i proste


Doświadczenie 7
Pływanie metalowych ciał po powierzchni wody
Materiały: żyletki, spinacze biurowe, igły, naczynie szklane, woda
Przebieg doświadczenia: Naczynie całkowicie wypełniamy wodą. Opieramy igłę lub spinacze o krawędź naczynia kładąc je ostrożnie na powierzchnię wody. Następnie popychamy je do środka naczynia. Żyletkę już bez obawy kładziemy płaską stroną na powierzchni wody. Chociaż ciała te zbudowane są z metalu to pływają po wodzie.
Wyjaśnienie: Siły przyciągania między molekułami cieczy tworzą na jej powierzchni błonę, która utrzymuje niezbyt ciężkie przedmioty. Zjawisko to zwane jest napięciem powierzchniowym.
Autor: Szymon Gruszczyński
Uwagi do wykonania: bardzo łatwo położyć żyletkę na wodzie, wsunięcie igły i spinaczy wymaga nieco wprawy


Doświadczenie 8
Naczynia włoskowate w papierowej rolce
Materiały: niewysoki pojemnik, woda, barwnik (może być nadmanganian potasu kupiony w aptece), papierowa rolka od papieru toaletowego
Przebieg doświadczenia: Zabarwioną wodę wlewamy do pojemnika. Papierową rolkę wkładamy do pojemnika. Woda wznosi się po papierze do góry. Film nagrywany był metodą poklatkową przy użyciu specjalnego trybu kamery. Jedna klatka rejestrowana była co sekundę, więc film został przyspieszony 25 razy. Cały proces trwał 30 minut (stąd widać zmiany jasności na filmie).
Wyjaśnienie: Siły oddziaływania między cząsteczkami ścianek naczynia a cząsteczkami wody nazywamy siłami przylegania, natomiast siły oddziaływania wzajemnego cieczy nazywamy siłami spójności.
Papier składa się z cienkich celulozowych cząsteczek podobnych do rurek. Siły przylegania tych rurek z wodą są większe od sił spójności cząsteczek wody (tworzy się menisk wklęsły) i siła wypadkowa zwrócona jest do góry. Ponieważ rurki te są o małej średnicy to ta siła może przezwyciężyć siłę grawitacji działającą na wodę i woda zostaje wciągana do góry. Wąskie naczynia wciągające wodę do góry nazywamy naczyniami włoskowatymi (czasami również włosowatymi). Zjawisko wciągania wody do góry nazywamy zjawiskiem włoskowatości (efekt kapilarny).
Zjawiska włoskowate często spotykamy w przyrodzie. Między innymi dzięki temu efektowi rośliny transportują wodę z korzeni, poprzez łodygę do wszystkich swoich części. Występowanie ich tłumaczy higroskopijność szeregu ciał, tzn. ich zdolność do pochłaniania wilgoci. Substancją higroskopijna jest wata, tkaniny, gleba, beton. Widocznie te substancje składają się z mikroskopijnych naczyń i są one zwilżane przez wodę, czyli siły przylegania są większe niż spójności.
Więcej informacji można znaleźć w artykule: Napięcie powierzchniowe i włoskowatość.
Autor: Milena Cichocka i Wojciech Żerkowski
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe


Doświadczenie 9
Woda między szybami
Materiały: dwie szklane szyby, woda, barwnik (nadmanganian potasu zakupiony w aptece), sznurek, niskie naczynie(tacka)
Przebieg doświadczenia: Pomiędzy dwie szyby z jednej strony umieszczamy grubą nitkę, a następnie sklejamy je na brzegach bezbarwną taśmą, aby pomiędzy nimi powstała rozszerzająca się szczelina Szyby te wstawiamy do tacki, w której znajduje się woda zabarwiona nadmanganianem potasu. Woda w szczelinie podnosi się do góry. Im mniejsza jest odległość między szybami tym woda podnosi się wyżej.
Wyjaśnienie: Siły oddziaływania między cząsteczkami ciała stałego a cząsteczkami wody nazywamy siłami przylegania (adhezji), natomiast siły oddziaływania wzajemnego cieczy nazywamy siłami spójności . Siły przylegania szyby i wody są większe niż siły spójności. Gdy odległości między szybami są małe, siły przylegania przezwyciężają siłę grawitacji działającą na wodę i wciągają ją do góry. Naczynia o małych przekrojach nazywamy naczyniami włoskowatymi (naczynia włosowate lub kapilary). Zjawisko wciągania wody do góry nazywamy zjawiskiem włoskowatości (efekt kapilarny)
Więcej informacji można znaleźć w artykule: Napięcie powierzchniowe i włoskowatość.
Autor: Milena Cichocka i Wojciech Żerkowski
Uwagi do wykonania: łatwe, trudność może sprawić zorganizowanie szklanych szybek


Doświadczenie 10
Przelewanie wody za pomocą knota
Materiały: dwa pojemniki, woda, barwnik( może być nadmanganian potasu kupiony w aptece), knot do lampy olejowej (zakupiony w sklepie z artykułami gospodarczymi)
Przebieg doświadczenia: Ustawiamy pojemniki obok siebie tak, aby jeden z nich umieszczony był na niewysokim podwyższeniu. Do jednego z nich, znajdującego się wyżej wlewamy wodę zabarwioną nadmanganianem potasu. Wkładamy knot, aby końce sięgały dna pojemników. Po 30 minutach przez knot zaczęła się przelewać woda z jednego naczynia do drugiego. Cały proces trwał około 12 godzin. Zdjęcie 1 wykonane zostało tuż po włożeniu knota, 2 po trzech godzinach, 3 po ośmiu godzinach, a 4 po dwunastu godzinach.
Wyjaśnienie: Siły oddziaływania między cząsteczkami ścianek naczynia a cząsteczkami wody nazywamy siłami przylegania, natomiast siły oddziaływania wzajemnego cieczy nazywamy siłami spójności.
Knot składa się z cienkich długich rurek. Siły przylegania tych rurek z wodą są większe od sił spójności cząsteczek wody i siła wypadkowa zwrócona jest do góry. Ponieważ rurki te są o małej średnicy to ta siła może pokonuje siłę grawitacji działającą na wodę i woda zostaje wciągana do góry i przelewa się ona do umieszczonego niżej naczynia. Wąskie naczynia wciągające wodę do góry nazywamy naczyniami włoskowatymi (włosowatymi lub kapilarnymi).
Knot ma zastosowanie w lampach naftowych, olejowych oraz świeczkach i zniczach. Zanurzamy go w płynnym paliwie, rozgrzana ciecz wędruje do góry, następnie paruje i ulega spaleniu.
Warto zauważyć, że woda po przelaniu jest prawie biała, co oznacza, że nadmanganian potasu nie jest wciągany w naczyniach włoskowatych do góry.
Autor: Milena Cichocka i Wojciech Żerkowski
Uwagi do wykonania: łatwe ale dla cierpliwych
woda na początku woda po 3 godzinach
woda po 8 godzinach woda po 12 godzinach


Doświadczenie 11
Korek w szklance wody
Materiały: szklanka, woda, korek od wina
Przebieg doświadczenia: Wypełniamy częściowo szklankę wodą i wrzucamy do niej korek od wina. Korek zawsze podpływa do szkła i przylega do ścianek szklanki. Wlewamy do szklanki wody do pełna tak, aby woda lekko wystawała. Teraz korek zawsze ustawia się na środku lustra wody.
Wyjaśnienie: Woda zwilża zarówno szkło jak i korek. Oznacza to, że siły oddziaływania samych cząsteczek wody czyli spójności są mniejsze niż siły oddziaływania między cząsteczkami wody i szkła lub korka czyli przylegania. Jeśli szklanka nie jest napełniona tworzy się więc menisk wklęsły i przy brzegach woda jest wyżej. Korek jest zatem wypierany w stronę brzegów. Gdy znajdzie się blisko ścianek szklanki to tworzy się mała przestrzeń, powstają jakby naczynia włoskowate opisywane w eksperymencie Woda między szybami. Znajdująca się między korkiem a szkłem woda podnosi się do góry i przyciąga oba ciała do siebie.
Po napełnieniu szklanki do pełna wodą, na powierzchni wody tworzy się błona powierzchniowa, mająca kształt wypukły. Korek jest więc wypychany na środek.
Autor: Katarzyna Kasprzak
Uwagi do wykonania: bardzo proste


Doświadczenie 12
Żywe zapałki
Materiały: pięć zapałek, odrobina wody
Przebieg doświadczenia: Zapałki zginamy w połowie, ale nie łamiemy. Układamy zapałki tak, aby stykały się punktami zgięć. Między punkty zgięć łyżeczką wlewamy nieco wody. Zapałki częściowo się prostują i tworzą gwiazdę.
Wyjaśnienie: Zapałki zrobione są z drewna, które jest zbudowane z komórek roślinnych. Podczas suszenia drewna, większość wody obecna pomiędzy komórkami wydostaje się na zewnątrz, pozostawiając puste kanały. Zginając zapałki zgniatamy te komórki. Gdy w zgięcie zapałki dostaje się woda to woda wciągana jest do tych wąskich kanałów dzięki zjawisku włoskowatości. Wypełnia ona zgniecione komórki i wywiera na nie ciśnienie, które nazywamy ciśnieniem turgorowym. Powoduje to częściowe przywrócenie kształtu zapałce. Ciśnienie to rośliny wykorzystują do transportu wody.
Żywe rośliny, zwłaszcza małe, wykorzystują ciśnienie turgorowe do utrzymywania stale tego samego kształtu komórek i kanałów międzykomórkowych. Gdy jest susza i brakuje wody to roślina więdnie (mięknie), ponieważ ciśnienie wewnętrzne jest zbyt niskie do zachowania jej normalnego kształtu.
Autor: Katarzyna Kasprzak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe


Doświadczenie 13
Dyfuzja atramentu w wodzie
Materiały: dwie szklanki, gorąca i zimna woda, atrament, strzykawka
Przebieg doświadczenia: Do jednej szklanki nalewamy zimnej wody, a do drugiej gorącej. Za pomocą strzykawki wpuszczamy do obu szklanek taką samą ilość atramentu. W gorącej wodzie atrament bardzo szybko rozprzestrzenia się w całej objętości.
Wyjaśnienie: Zjawisko rozprzestrzeniania się jednej substancji w drugiej nazywamy dyfuzją. W cieczach cząsteczki poruszają się z dużymi prędkościami nieustannie zderzając się ze sobą. Stąd cząsteczki jednej cieczy wnikają między cząsteczki drugiego składnika. W wyższej temperaturze cząsteczki cieczy poruszają się z większą prędkością i dlatego dyfuzja zachodzi dużo szybciej.
Co ciekawe barwnik w atramencie w gorącej wodzie traci swój kolor. Dlatego wydaje się, że do gorącej wody dolaliśmy mniej atramentu. Kolor powraca gdy roztwór zostaje ochłodzony.
Autor: Katarzyna Kasprzak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe


Doświadczenie 14
Dyfuzja w ziemniaku
Materiały: ziemniak, nóż, czarny atrament
Przebieg eksperymentu: Przekrawamy duży ziemniak na dwie części. Na jednej części umieszczamy kroplę atramentu (zdjęcie po lewo), składamy ziemniaka i pozostawiamy na około 15 minut. Po rozłożeniu obserwujemy dużą plamę na obu częściach (zdjęcie po prawo).
Wyjaśnienie: W ziemniak wnikają samoistnie cząsteczki atramentu i staje się on czarny na sporej powierzchni. Cząsteczki atramentu mieszają się z cząsteczkami wody, która znajduje się w ziemniaku. Zachodzi tutaj zjawisko dyfuzji. Jednak dyfuzja w ziemniaku zachodzi dużo wolniej niż w wodzie. Dzieje się tak, ponieważ ziemniak zachowuje swój kształt i jego cząsteczki nie poruszają się tak łatwo ruchem postępowym w całym ziemniaku.
Autor: Anita Wachowska
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe, podobne doświadczenie można wykonać z jabłkiem
ziemniak na początku ziemniak po 15 minutach


Doświadczenie 15
Ciecz nieniutonowska
Materiały: pól kilograma mąki ziemniaczanej, trochę więcej niż szklanka wody, taca lub miska
Przebieg doświadczenia: Na tacę wsypujemy pół kilograma mąki ziemniaczanej oraz dolewamy szklankę wody i mieszamy. W razie potrzeby dolewamy wody aby powstała odpowiednia konsystencja.
Jeśli chcemy z tacy wziąć część otrzymanej masy jest ona sztywna, a podczas lepienia zachowuje się podobnie jak plastelina. Gdy pozostawiamy ją bez żadnego nacisku, natychmiast rozpływa się po całym naczyniu, a jak przestaniemy ją lepić spływa z rąk. Szybki nacisk palcem nie zmienia powierzchni cieczy.
Wyjaśnienie: Mieszanina mąki ziemniaczanej z wodą jest przykładem cieczy (płynu) nieniutonowskiej, czyli stanu pośredniego między cieczą a ciałem stałym. Podczas mieszania mąki ziemniaczanej z wodą, woda dostaje się pomiędzy cząsteczki skrobi, rozrywając częściowo jej wiązania. Jeśli siły są duże lub zmieniają się bardzo szybko to woda jest wtedy wypierana i tworzy się ze skrobi uporządkowana struktura. Fachowo można powiedzieć, że wraz ze wzrostem siły nacisku zwiększa się lepkość takiego płynu. Gdy więc nie ma siły nacisku płyn nieniutonowski zachowuje się tak jak ciecz, rozpływając się po całym naczyniu. Jeśli siły są duże lub zmieniają się bardzo szybko, to ze skrobi tworzy się uporządkowana struktura i ciecz nieniutonowska jest sztywna.
Cieczami nieniutonowskimi są również: roztwór skrobi kukurydzianej, jogurt, pasta do zębów i stopione polimery oraz emulsje. Podobnie zachowują się również ruchome piaski.
Autor: Anita Wachowska
Uwagi do wykonania: bardzo proste


Doświadczenie 16
Wyciąganie kostki lodu za pomocą nitki
Materiały: szklanka, woda, kostka lodu, solniczka z solą kuchenną
Przebieg doświadczenia: Nalewamy do szklanki wody i wrzucamy do niej kostkę lodu. Kładziemy jeden koniec nitki na kostce. Sypiemy na kostkę z nitką sól kuchenną. Ciągnąc za drugi koniec nitki wyciągamy kostkę lodu.
Wyjaśnienie: Po wrzuceniu kostki lodu do wody lód szybko osiąga temperaturę 0°C i zaczyna się topić. Gdy posypiemy na kostkę lodu sól, to ona rozpuszcza się. Ale do rozpuszczenia (polega to na odrywaniu cząsteczek ciała stałego i mieszaniu się ich z cząsteczkami cieczy) potrzebna jest dość duża energia, aby cząsteczki soli mogły przezwyciężyć siły wiązania kryształu. Tę energię pobierają kosztem energii wewnętrznej lodu, więc temperatura lodu znacznie się obniża (sól obniża temperaturę zamarzania czyli krzepnięcia wody). Ale temperatura jest na tyle niska, że woda znajdująca się na kostce lodu krzepnie i nitka przymarza do kostki lodu. Gdy pociągniemy za drugi koniec nitki to wyciągamy kostkę lodu ze szklanki.
Autor: Katarzyna Kasprzak
Uwagi do wykonania: wymaga pewnej wprawy, należy wybrać wypukłą kostkę lodu i położyć nitkę na wystającej części lodu


Doświadczenie 17
Warunek przepływu ciepła
Materiały: szeroki garnek, mały garnuszek, patyk do szaszłyków, taśma izolacyjna, woda, kuchnia gazowa
Przebieg doświadczenia: Do dna mniejszego garnuszka przylepiamy za pomocą taśmy izolacyjnej drewniane patyczki, aby nie miał od bezpośredniego kontaktu cieplnego z podłożem. Nalewamy do niego wody i wstawiamy go do szerokiego garnka zawierającego taką ilość wody, aby garnuszek był zanurzony do połowy. Ogrzewamy zewnętrzny garnek. Po dłuższej chwili woda w szerokim garnku wrze. Nawet po bardzo długim czasie w garnuszku wody nie udaje się doprowadzić do wrzenia.
Wyjaśnienie: Warunkiem przepływu ciepła jest różnica temperatur.
Wrzenie polega na parowaniu cieczy w całej objętości. Aby ciecz wyparowała cząsteczki cieczy muszą się oderwać od cieczy. Do tego jest potrzebna bardzo duża energia. Warunkiem przekazywania ciepła (przepływu energii wewnętrznej) jest różnica temperatur. Duży garnek jest cały czas ogrzewany na kuchni gazowej i jego temperatura jest wyższa niż 100°C. Ciepło jest wobec tego przekazywane do wody zawartej w dużym garnku i zawarta w nim woda wrze. Ponieważ mały garnuszek stoi na drewnianych patyczkach, które są bardzo dobrymi izolatorami ciepła, to nie ma kontaktu z dużym garnkiem. Podczas wrzenia wody w dużym garnku temperatura cały czas wynosi 100°C i między wodą w obu garnkach nie ma różnicy temperatur, nie jest więc dostarczane ciepło. Stąd woda w małym garnuszku nie może wrzeć.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: bardzo łatwe


Doświadczenie 18
Przewodnictwo cieplne metali
Materiały: dwa pręty (lub rurki): miedziany i stalowy, plastelina, dwa szklane słoiki, taśma klejąca, palnik spirytusowy własnej roboty wykonany e słoika po ketchupie
Przebieg doświadczenia: Do miedzianej rurki i pręta stalowego w jednakowej odległości od siebie przyklejamy kuleczki z plasteliny. Oba pręty układamy obok siebie na dwóch szklanych słoikach, które pełnią rolę izolowanych statywów i przyklejamy je do słoików taśmą klejącą. Końce obu prętów ogrzewamy za pomocą palnika spirytusowego własnej roboty, wykonanego ze słoika po ketchupie. Po dłuższej chwili plastelinowe kuleczki zaczynają odpadać od rurki miedzianej. Od stalowego pręta kulki odpadają dużo później. Fragment filmu pokazujący przewodzenie ciepła został dwukrotnie przyspieszony.
Wyjaśnienie: W metalach elektrony z ostatniej powłoki energetycznej, zwanej walencyjną pod wpływem oddziaływania sieci krystalicznej uwalniają się i tworzą tak zwany gaz elektronowy. Elektrony te mogą poruszać się chaotycznie z bardzo dużymi prędkościami po całym metalu zderzając się ze sobą i jonami sieci krystalicznej. Im szybciej poruszają się elektrony i większe są drgania jonów sieci, tym wyższa jest temperatura metali. Jeśli podgrzejemy jeden koniec pręta, to poprzez niezliczoną ilość zderzeń elektronów z innymi elektronami oraz jonami sieci, energia zostaje przenoszona do dalszych części pręta i rośnie temperatura tych części. Przylepione do prętów plastelinowe kuleczki ogrzewają się, zaczynają się topić i odpadają od prętów. Szybkość zachodzenia tych procesów zależy od budowy sieci krystalicznej metalu. Podobnie odbywa się przepływ prądu gdy do końców przewodnika przyłożymy napięcie elektryczne. Dlatego dobre przewodniki elektryczności są również dobrymi przewodnikami ciepła. Stal dużo gorzej przewodzi prąd elektryczny niż miedź więc jest gorszym przewodnikiem ciepła i plastelinowe kuleczki od stalowego pręta odpadają dużo później.
Autor: Anita Wachowska i Dominik Szady
Uwagi do wykonania: średnio trudne, pręt stalowy można znaleźć na budowie lub w składzie budowlanym, natomiast rurkę miedzianą można kupić w sklepie hydraulicznym, lont do lampy olejowej można kupić w markecie z materiałami dla domu


Wykonanie filmów w poszczególnych eksperymentach (w nawiasach podane są numery doświadczeń)
Filmowanie: Sz. Gruszczyński (1, 7), A. Bartczak (2, 3, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 18), Sz. Bartczak (5, 17)
Lektor: J. Jastrzębski (2, 3, 6, 11, 15), Sz. Bartczak (1, 5, 7, 9, 13, 16, 17, 18), D. Antczak (12)
Montaż: Sz. Gruszczyński (1, 7), Sz. Bartczak (2, 3, 5), D. Antczak (12), A Bartczak (6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 17, 18)