یکی از مفاهیمی که بچه‌ها در کلاس فیزیک می‌آموزند این است که روغن و آب چگالی متفاوتی دارند و به همین دلیل نمی‌توان آنها را با هم ترکیب کرد. حال در این آزمایش با استفاده از این خاصیت فیزیکی چیزی مسحورکننده می‌سازیم که چشم بچه‌ها را به خود خیره می‌کند و آن یک لامپ گدازه‌ای است!
برای انجام این پروژه تمام آنچه احتیاج دارید یک سری اقلام موجود در خانه و یک لیوان بلند تمیز است.
چگالی چیست؟
چگالی مقدار ماده در یک فضای معین است. واحدی است که نشان می‌دهد ذرات تشکیل دهنده یک ماده، چقدر فشرده در کنار هم قرار گرفته‌اند. چگالی آب کمی بیشتر از روغن است. یعنی اگر ما یک جریان شناور درست کنیم، به خاطر تفاوت میزان چگالی، آب از کنار روغن عبور کرده و روغن بالای سطح آب شناور می شود.
مواد و وسایل لازم:
- آب
- روغن (ما از روغن بچه و روغن گیاهی استفاده کردیم)
- رنگ خوراکی
- قرص جوشان ضد اسید معده
- لیوان یا بطری بلند
یادتان باشد اگر انجام این آزمایش را به کودک خود سپرده‌اید ضروری است بر نحوه انجام آن نظارت داشته باشد.
دستورالعمل:
- در لیوان بین ۲.۵ تا ۵ سانتی متر آب بریزید (۱ تا دو اینچ)
- رنگ خوراکی مورد علاقه‌تان را اضافه کنید
- بقیه لیوان را با روغن پر کنید، اما تقریبا تا دو و نیم سانتی متر مانده به لبه لیوان که بیرون نریزد
- یک قرص جوشان را داخل این ترکیب انداخته و تماشا کنید.
این آزمایش را می‌توانید با اندازه‌های مختلفی از قرص جوشان و با روغن‌های گوناگونی تکرار کنید تا به «گدازه» مورد علاقه خود برسید.
در این آزمایش چه اتفاقی می‌افتد؟
قرص جوشان ضد اسید معده سه ترکیب دارد: آسپرین برای از بین بردن درد، سدیم بی‌کربونات و اسید سیتریک. زمانی که قرص را در آب می‌اندازیم، سدیم بی‌کربونات و اسید سیتریک با هم ترکیب شده و سدیم سیترات، دی اکسید کربن و آب را تشکیل می‌دهند.
سدیم سیترات، اسید معده را خنثی می‌کند و به همین دلیل یک داروی ضد اسید معده است. در حین این فرآیند، دی اکسید کربن تولید شده چون چگالی کمتری نسبت به آب دارد، حباب ساخته و با مقداری آب رنگی به سمت بالا شناور می‌شود.
وقتی حباب‌ها می‌ترکند، قطره‌های آب رنگی چون چگالی بیشتری نسبت به روغن دارند دوباره به ته لیوان برمی‌گردند. این اتفاق تا زمانی که تمام شدن مواد تشکیل دهنده قرص جوشان تکرار می‌شود.
چه روغنی از همه بهتر است؟
ما با روغن بچه شروع کردیم چون تمیز و بدون رنگ است، بوی خوبی می‌دهد و کمتر به روغن شبیه است. در این حالت، حباب‌های تولیدی زیاد اما اندازه آنها خیلی کوچک بود. آنها خیلی سریع از ترکیب بالا می‌آیند و به سختی می‌توانید حباب بزرگی در لامپ گدازه‌ای پیدا کنید. در حقیقت باید بدانید که عکس رو به رو یک استثنا بود و از بین ده‌ها عکس انتخاب شده است.
بعد از آن، ما از روغن گیاهی معمولی استفاده کردیم که نتیجه خیلی خوبی در پی داشت. حباب‌های بزرگ و رنگی آب به زیبایی به میان روغن گیاهی می‌رفتند، روغنی که زردرنگ و البته تمیز بود.
اما از آن‌جا که ما مدل بدون رنگ را بیشتر دوست داشتیم، بار سوم با ترکیب مقدار کمی روغن گیاهی با روغن بچه این آزمایش هیجان‌انگیز را تکرار کردیم. این بار حباب ها کمی کوچکتر از آزمایش با روغن گیاهی شدند، اما به نتیجه‌ی شگفت‌انگیز آن می‌ارزید. حباب‌های رنگی، آرام و زیبا به درون روغن می‌رفتند. با اینکه ترکیب روغن هنوز کمی رنگ زرد داشت، اما بسیار خوشایند بود.
انگار بهترین چیز در دو دنیا را با هم ترکیب کرده بودیم.
