Поделиться
Как рассказать ребёнку о сложных химических и физических явлениях просто и доступно? Помогут в этом эксперименты в домашних условиях. В этой статье расскажем об опытах со свечой. Понаблюдаем за пламенем и выясним, что оно имеет несколько слоёв с разной температурой. Изучим свойства воздуха и узнаем о составе свечей. Проведём эксперименты с теплопроводностью.
Опыты со свечой – яркие и зрелищные, но не безопасные. Поэтому проводить их следует только со взрослыми. Перед началом увлекательных физических и химических экспериментов обязательно проведите технику безопасности. Свечи ставьте на жаропрочную подставку, либо используйте подсвечник. Обязательно гасите пламя, если собираетесь выйти из комнаты хоть на минутку.
Наблюдение за пламенем горящей свечи
Зажгите свечу и обратите внимание на пламя. Оно окрашено неравномерно.
1 – здесь мы видим тёмную коричневую точку. Это фитиль.
2 – чуть выше пламя имеет синий цвет. Здесь испаряется парафин. Газы в этой зоне не горят, так как нет кислорода.
3 – этот слой имеет оранжево-красные оттенки. Здесь газы полностью сгорают.
4 – последний слой пламени, имеющий жёлтый цвет. Это самая горячая часть. В этом месте углерод полностью сжигается.
Каждый слой пламени имеет разную температуру. Убедиться в этом мы можем, проведя несколько опытов:
Опыт Фарадея
Для эксперимента понадобится:
- Белый тонкий картон или плотная бумага.
- Свеча.
1. Зажгите свечу.
2. Возьмите картон и поднесите его сверху к пламени.
3. Важно: придавите пламя до середины, но не затрагивайте фитиль.
4. Подержите картон над пламенем 2-3 секунды.
За это время он не должен успеть загореться, но если это произойдёт, то просто задуйте огонь сверху, а затем понаблюдайте за отпечатком. Края подгорят, а середина круга останется светлой.
Так учёный Майкл Фарадей показал, что пламя свечи неоднородно.
Отпечаток пламени на бумаге
Сделаем ещё один отпечаток пламени. Для этого нам понадобится:
- Банка.
- Лист бумаги.
- Свеча.
1. Возьмите банку и оберните её листом бумаги.
2. Поднесите банку с бумагой параллельно пламени. Лист прижат плотно, кислород не поступает, поэтому бумага не загорится.
3. Уберите бумаги от пламени и рассмотрите след. Вы увидите отпечаток разных оттенков. Это ещё одно подтверждение тому, что разные слои огня имеют разную температуру.
Фокус со спичкой
1. Зажгите свечу.
2. Приготовьте спичку.
3. Быстро пронесите спичку через центр пламени. Ничего не произойдёт.
4. Пронесите спичку через верхний слой пламени, она тут же загорится. Это означает, что в этом месте температура огня максимальная.
Все три опыта доказывают, что у пламени есть несколько слоёв, и они имеют разную температуру.
Повелитель пламени
Пламя откланяется в сторону, когда на него дуешь, но как воздействовать на огонь, не взаимодействуя с ним напрямую? Для этого нам понадобится соломинка для напитков. Зажгите свечу. Подуйте в трубочку рядом с пламенем, но в другую сторону. Вы увидите, что огонь свечи отклонится в этом направлении.
Почему так происходит? Там, где есть воздушный поток, появляется разряженная зона. Уровень атмосферного давления там понижен, соответственно огонь направляется туда, так как стремится заполнить получившееся «пустое» место.
Спрятанная свеча. Изучаем свойства воздуха
Этот опыт наглядно покажет нам свойства воздуха.
Возьмите:
- Стеклянную бутылку.
- Свечу.
1. Поставьте бутылку на стол.
2. На расстоянии 10-15 см от бутылки поставьте свечу, зажгите её.
3. Встаньте с противоположной стороны на расстоянии 20 см от бутылки так, чтобы она оказалась между вами и свечой.
4. Подуйте.
Что же произойдёт? Кажется, что бутылка закрывает свечу, поэтому, когда вы будете дуть, она не погаснет. Но это не так. Поток воздуха, встречаясь с бутылкой, раздваивается и огибает предмет с двух сторон, а затем встречается там, где находится свеча и гасит её. Если же свечу поставить вплотную к бутылке, то поток воздуха к ней не попадёт, соответственно пламя не погаснет, как бы вы не старались.
Посмотрите проведение опыта на видео от нашего партнёра Нескучной лаборатории:
Проведём другой опыт. Для него понадобится свеча и бумажная или картонная воронка. Зажгите свечу, а теперь попробуйте подуть на неё через воронку. Тот, кто не знаком со свойствами воздуха, наверняка захочет задуть свечу через центр воронки, но у него ничего не выйдет. Напротив, пламя повернётся в сторону, казалось бы, сильного потока.
Если же воронку сместить так, чтобы пламя свечи оказалось у края, то задуть его не составит труда. Всё дело в том, что поток воздуха в воронке растекается по стенкам.
Свеча-насос
Возьмите:
- Свечу.
- Высокий стеклянный прозрачный стакан.
- Тарелку.
- Воду.
- Краску или пищевые красители (для наглядности).
1. На тарелку поставьте свечу.
2. Влейте небольшое количество воды. Для наглядности её можно подкрасить.
3. Зажгите свечу.
4. Возьмите стеклянный колпак или стакан. Накройте им свечу.
5. Наблюдайте за процессом. Вы увидите, как вода начнёт засасываться внутрь стакана, а свеча погаснет.
Как это объяснить? Когда мы накрыли свечу стеклянным колпаком, пламя внутри сожгло весь кислород. Раз нет кислорода, то огонь гореть не может, поэтому свеча потухла. Давление внутри стакана уменьшилось, а снаружи осталось прежним, из-за этого вода начала всасываться, занимая свободное от кислорода место.
Свеча, горящая в воде
Кажется невероятным, что свеча может гореть в воде. Проведём опыт и убедимся, возможно ли это.
Возьмите:
- Глубокую ёмкость.
- Свечу.
- Воду.
1. Поставьте перед собой ёмкость.
2. Возьмите свечу, зажгите её и покапайте горячим воском на дно тарелки, прикрепите свечу.
3. В ёмкость влейте воду, не доходя около 3 мм до парафина.
4. Зажгите свечу и наблюдайте. Парафин будет постепенно сгорать, верхушка свечи сравняется с водой, а затем уйдёт ниже, но пламя не потухнет.
Как такое возможно? Всё дело в том, что расплавленный парафин охлаждается в воде, а вокруг пламени образуется своеобразный цилиндр, в нём она и продолжает гореть. Свеча потухнет только тогда, когда цилиндр треснет.
Кипятим воду в бумажном стаканчике
Как вскипятить воду в бумажном стакане, не расплавив его?
Приготовьте:
- 2 кружки с водой.
- Прочный бумажный стакан с водой.
- Свечу.
- Спичечные коробки.
1. Сделайте конструкцию, как на фотографии. Поставьте две кружки с водой, а между ними сверху поставьте бумажный стакан.
2. Влейте в бумажный стакан небольшое количество воды, чтобы она успела закипеть.
3. Поставьте свечу под бумажным стаканом так, чтобы когда вы её зажжёте, верхний слой пламени касался стакана. Как мы уже выяснили в предыдущих опытах, именно он имеет самую высокую температуру. Высоту свечи можно регулировать с помощью спичечных коробков.
4. Для ускорения процесса накройте стакан крышкой.
Спустя время вода закипит, при этом стакан останется цел. Почему же он не загорелся, а лишь испачкался гарью? Дело в том, что вода забирала себе тепло, а бумага не успевала нагреться до нужной температуры.
Ниже расскажем о подобном опыте с использованием воздушного шарика.
Воздушный шар и свеча. Опыт с теплопроводностью
Приготовьте:
- 2 воздушных шарика.
- Стакан воды.
- Свечу.
1. Надуйте воздушные шарики. В один из них влейте немного воды, второй оставьте пустым.
2. Зажгите свечу.
3. Поднесите к свече пустой воздушный шарик. Что произойдёт? Он лопнет. А теперь возьмите шарик с водой и попробуйте нагреть его. На этот раз шар останется целым, так как вода заберёт на себя всё тепло.
Плавающая свеча
Этот опыт поможет нам узнать о составе свечей и их весе. Вы знали, что свечи не тонут? Чтобы в этом убедиться, приготовьте:
- Свечи разных размеров.
- Глубокие прозрачные контейнеры.
- Воду.
Возьмите маленькие свечи и опустите их в воду. Они останутся плавать на поверхности. Можно подумать, что всё дело в маленьком весе. Но тогда возьмите большую свечу, она значительно тяжелее, поэтому точно должна утонуть, но этого не произойдёт и на этот раз. Какого бы размера мы не вязли свечу, она всё равно будет всплывать.
Почему так происходит? Воск, из которого состоит свеча, легче воды, поэтому он и не может утонуть.
Жидкая свеча
Ещё одно свойство свечей – они могут переходить из твёрдого состояния в жидкое. Для этого их нужно нагреть. Возьмите:
- Прозрачный стеклянный стакан.
- Воду.
- Чайную свечу.
- Утяжелитель (камушки или песок).
- Газовую горелку.
1. Возьмите чайную свечу, уберите алюминиевую чашечку.
2. Положите свечу на дно стакана и засыпьте её песком или камнями, чтобы она не всплывала.
3. Налейте воду в стакан.
4. Поставьте стакан на газовую горелку или плиту и подогрейте. Воск от свечи постепенно будет плавиться и тонкими струйками подниматься вверх. Можно долго наблюдать за этим процессом, представляя в причудливых узорах деревья, силуэты людей и так далее.
Гаснущие свечи. Тушим пламя с помощью углекислого газа
Для опыта понадобится:
- Пищевая сода.
- Стакан с водой.
- Лимонная кислота.
- Свечи.
- Поднос.
1. На поднос высыпьте пищевую соду.
2. Расставьте свечи и зажгите их.
3. В стакан с водой добавьте лимонную кислоту.
4. Полейте раствором кислоты на соду.
Свечи одна за другой начнут гаснуть. Волшебство? Нет, всё дело в углекислом газе, который выделяется при взаимодействии соды и кислоты. Попробуйте вновь зажечь свечи. У вас ничего не выйдет. Углекислый газ моментально гасит пламя.
Посмотрите, как это происходит, на видео от Нескучной лаборатории:
Парафиновые качели
Для опыта возьмите:
- Свечу.
- Спицу.
- 2 стакана.
- 2 блюдца.
1. Обрежьте свечу так, чтобы с обоих концов выступал фитиль.
2. Проткните свечу спицей по середине.
3. Поставьте два стакана на расстоянии друг от друга, сверху между ними положите спицу со свечой. Свечу уравновесьте.
4. С двух сторон от свечи подставьте блюдца.
5. Зажгите свечу с двух сторон. Наблюдайте. Вы увидите, как «качели» начнут раскачиваться. Когда горячий воск падает на одной стороне, свеча теряет равновесие и наклоняется в другом направлении. И наоборот. Постепенно амплитуда движений будет увеличиваться.
Змейка над свечой
Материалы:
- Лист бумаги.
- Ножницы.
- Спички.
- Скотч.
- Карандаш.
- Спица или шпажка.
- Свеча.
- Иголка.
- Стакан.
- Соль или песок.
1. Высыпьте соль или песок в стакан.
2. С помощью скотча закрепите иголку на конце у шпажки и вставьте в стакан.
3. Положите в стакан свечу и подожгите.
4. На листе бумаги нарисуйте змейку, вырежьте её и закрепите на шпажке. От нагретого воздуха змейка начнёт извиваться.
Зажигаем потухшую свечу
Возьмите:
- Свечу.
- Спички.
1. Подожгите свечку.
2. Потушите её.
3. Тут же поднесите горящую спичку к дыму от свечи, не касаясь фитиля. Свеча загорится.
Почему так произошло? Когда свеча горит, воск испаряется небольшими пузыриками. От только что потухшей свечи в виде них остаётся дым. Когда мы подносим спичку, пузырики воспламеняются и передают пламя фитилю.
Опыты – отличный вариант, чтобы познакомить детей с наукой. Обязательно комментируйте ребёнку этапы экспериментов и вместе делайте выводы.
Загрузка...
Круговорот воды в природе: делаем эксперименты с детьми
Откуда берётся шаровая молния
Подвижные игры на улице для детей летом
