Tananyag választó:
Úszás, lebegés, elmerülés bemutatása
Eszköztár:
Úszás, lebegés, elmerülés bemutatása - Kísérlet

A kísérlet leírása

Úszás, lebegés és elmerülés bemutatása a folyadék sűrűségének változtatásával.

A kísérlet menete

A kisebbik főzőpohárban oldjunk fel 200 vízben 71 gramm konyhasót! Az oldat a só teljes feloldódása és a folyadék letisztulása után használható, különben a zavarosság a láthatóságot korlátozza. A nagyobbik pohárba töltsünk 300 tiszta vizet, és rakjunk bele néhány darab, burgonyából kivágott, 1-2 centiméter oldalélű kockát (hasábot)! A sós vizet kis adagokban, csurgatva öntsük a burgonyát tartalmazó vizespohárba, miközben a kanállal (hurkapálcával) állandóan kevergessük az oldatot (ezzel biztosítva a sós víz egyenletes elkeveredését)! Egy idő után a burgonyahasábok felemelkednek a pohár aljáról, és lebegnek. Ez az állapotuk akkor is fennmarad, ha a keverést abbahagyjuk, és a folyadék megnyugszik. A lebegés megfigyelése után folytassuk a sóoldat adagolását! Már egészen kis mennyiség bekeverése a burgonyadarabkák felemelkedését eredményezi, a teljes sóoldat beöntése után pedig jól látható az is, hogy az úszó hasáboknak kisebb-nagyobb része kiemelkedik a folyadékból. Tyúktojással ugyanígy elvégezhető a kísérlet. Ha burgonya és tojás van egyszerre a vízben, a tojás legtöbbször előbb kezd felemelkedni (1. ábra). (Ez a tojás szikkadtságától, ill. a burgonya nedvességtartalmától is függ.)
A kísérlet "fordított irányban" is bemutatható. Miután a pohárból, amelyben a burgonyakockák, illetve a tojás úsztak, kimerítettük a sós víz egy részét, csurgassunk hozzá (állandó kevergetés mellett) tiszta vizet! Most az úszást a lebegés, majd azt az elmerülés fogja követni.
A burgonyának és a tojásnak nagyobb a sűrűsége (átlag-sűrűsége), mint a tiszta víznek, ezért elmerülnek abban. (A burgonya sűrűsége valamivel nagyobb, mint a tojásé, mindkettőé 1,1 alatt van.)
Ha vízfürdőhöz sóoldatot öntünk, akkor a folyadék sűrűsége megegyezik a tojáséval (illetve később a burgonyáéval). Ekkor figyelhető meg a lebegés.
A sóoldat további adagolásával a folyadék sűrűsége már meghaladja mind a tojásét, mind a burgonyáét, ezért ettől kezdve mindkettő úszik benne.

A lebegés jelensége
Az úszás jelensége

A kísérlet továbbfejlesztése

A fentiektől eltérő méretű edények alkalmazásánál a só és víz mennyiségi arányait megtartva kell a sóoldatot elkészíteni, illetve a vízfürdőt kimérni.
A kísérlet elvégezhető úgy is, hogy miután a tiszta víz-fürdőbe beleraktuk a burgonyakockákat, a sót közvetlenül a vízbe szórjuk, és folyamatos kevergetéssel oldjuk fel.
Ennek a megoldásnak több hátránya van: a só teljes feloldódásáig a folyadék zavaros, s ez a jelenség jó láthatóságának a rovására megy; nehéz megvalósítani a lebegést; a só lassú oldódása miatt lényegesen több időt vesz igénybe a bemutatás, mint a fentebb ismertetett módszerrel.
Az oldatban úszó burgonya, ha a sós vízben hagyjuk hosszabb ideig, elsüllyed. Ennek oka az ozmózisnyomás, amely hatására a burgonya sejtjeiből víz (oldószer) diffundál az oldatba. A burgonya sűrűsége a vízveszteség következtében növekszik meg.
Az újkrumpli, nagyobb víztartalma miatt kisebb sűrűségű, mint a tavalyi, amelyből a víz egy része elpárolgott. Előfordulhat a kísérlet bemutatásánál, hogy a friss tojásnál előbb emelkedik a felszínre.
A tojás frissességét úgy állapíthatjuk meg, hogy vízbe tesszük, és ha elmerül, bátran használhatjuk a főzéshez. Néhány hét tárolás után viszont annyi nedvesség elpárologhat belőle a héján keresztül, hogy akár úszhat is a vízen. Ha úszás közben éppen csak kibukkan egy kis része, akkor még fogyasztásra alkalmas lehet. (Mindenképpen célszerű feltörés után szagláspróbát is végezni!)

Feltételek

Szükséges anyagok és eszközök:

- egy szem burgonya,
- egy darab tyúktojás,
- konyhasó,
- egy fél literes és egy negyed literes üvegpohár (laborató-riumi főzőpohár), vagy ugyanilyen méretű átlátszó műanyag poharak,
- keverő kanál (hurkapálca),
- mérőhenger, kétkarú mérleg.

Magyarázat

Ha a test súlya nagyobb, mint az általa kiszorított folyadék súlya, akkor elmerül, ha egyenlő vele, akkor lebeg vagy úszik.

Biztonsági információk

A kísérlet elvégzésénél tartsuk be az általános balesetvédelmi szabályokat!


Kapcsolódó információk: