彩虹密度塔做成一瓶黑水?實驗這樣玩百分百成功

2020-12-05 HandyKid

彩虹系列實驗是HanydKid小粉絲們的最愛,雞尾酒般的絢爛效果非常漂亮,吸引不少眼球。▼

然而很多實踐過的家長都疑惑,為什麼我做出來的是一杯黑乎乎的水?▼

下面就詳細介紹三款彩虹密度塔的詳細玩法(精緻版、常規版、酷炫版),告別黑水,迎接勝利的曙光……不,勝利的彩虹!

— 精緻款 —

精緻款就是利用透明吸管做容器,這種精細操作很鍛鍊孩子的手部小肌肉。小朋友如果喜歡,可以重複實踐很多次,家裡有適齡二寶,也可以同時玩起來。

適合年齡:3歲+

材料:杯子若干,白糖,食用色素若干,勺子,透明吸管

操作步驟:

1、挑幾個同款的高杯子,注滿等量的水,可以看到水平面一樣齊。▼

2、滴入食用色素,攪拌均勻。▼

3、在水杯中加入不同分量的糖,從左起第一個到右邊,分別加入0勺、1勺、2勺、3勺、4勺、5勺糖,攪拌均勻,直至糖完全溶解。用溫水能夠加快溶解過程。▼

4、重要的操作來了,4個手指握住吸管,大拇指緊緊壓在吸管頂部。從左起第一個杯子,將吸管插入水中一小截(2~3cm),大拇指迅速鬆開再閉合。

到第二個杯子,吸管沉入水面更深一些(比上次深2~3cm),迅速開合大拇指。依次類推到最後一個杯子。▼

可以看見不同顏色的水被「鎖」在了吸管內,還沒玩夠的話,洗淨吸管還可以重複玩噢!▼

實驗拓展:鹽水也能做出類似彩虹塔效果。▼

原理淺析:

什麼是密度?密度是用來衡量空間內能填充多少「東西」,在物理學上,密度=質量(東西)÷體積(測量空間)。幾乎所有可以想像到的物質和材料都有不同的密度。

在這幾杯相同分量的水中,我們不斷增加糖的分量,也就是增加了糖水的密度。低密度的溶液更「輕」,會堆疊在高密度的溶液上方。

為何吸管中的彩虹水會「乖乖」停在裡面?水落下是因為重力作用。但我們按住吸管提起的時候,吸管底部封住的水有一定的表面張力。只要吸管內的空氣壓力低於吸管外的大氣壓,在表面張力作用下水就能被「託住」,阻止它流出。

小朋友用力按住吸管頂部後,重力往下拉吸管內的糖水,在吸管的空白部分會形成輕微的「真空」,所以吸管內的氣壓降低。

氣壓差和水的表面張力使得吸管內的水不再向下流。

死海的故事以上內容是給有一定知識基礎的孩子,以及爸爸媽媽借鑑用的。給低齡的小朋友不妨講講死海的故事。

死海可不是海,是片鹹水湖。死海中含有非常濃的鹽分,嘗起來非常苦,動物、植物都沒法生存繁殖。死海中沒有任何海洋生物,空中的鳥兒和陸地上的野獸都不會來這裡。

這裡卻是旱鴨子的福地。大家可以隨意地漂浮在四海上,就像根木頭浮在水上一樣,不會下沉。很多人都來死海漂在水上看書。

不過千萬別挑戰面朝下遊泳,很容易出意外。

— 常規款 —

吸管太迷你了,如果想用試管或瓶子來裝彩虹水,發朋友圈也更漂亮更有面兒,怎麼操作呢?

適合年齡:4歲+

材料:杯子若干,白糖,食用色素若干,勺子,滴管,瓶子,熱水

(熱水危險,一定要由父母來操作)

操作步驟:

1、杯中分別加入不同分量的糖,差異調大些,第一杯0勺,第二杯起為2勺、4勺、6勺。

2、往杯子裡加入等量熱水,攪拌至全部溶解。如果第三杯或第四杯杯底殘留的糖一直沒能溶解,那就需要將糖水加熱。

把杯子放入微波爐中加熱20秒,或放入鍋中隔水加熱。繼續攪拌直至所有糖分全部溶解。

3、加入不同顏色的食用色素,攪拌均勻。參考顏色:0勺-藍色,2勺-黃色,4勺-綠色,6勺-紅色。如果相鄰兩杯的顏色相近,效果可能會打折扣。▼

4、從溶解糖分最多的顏色開始,用滴管將其轉移到試管或瓶子中。

操作要點:

操作前,確保瓶壁乾燥。試管緊靠瓶壁,輕輕擠壓。非常輕非常輕非常輕(重要的事情)。滴入不同顏色前,將滴管清洗乾淨並擦乾,避免顏色混合。最佳操作方式是,滴管靠在瓶壁,稍微高過水平面。隨著糖水的滴入水平面上升,滴管也隨著向上慢慢移動。

5、剛剛滴入的時候,顏色都會多少混合一些。隨著溶液增多,彩虹色分層效果會漸漸出現。

分層穩定後請小朋友觀察,有哪些新的顏色產生呢?

完成實驗後,讓孩子自主收拾實驗現場,擦乾桌子,規整物品。未來的科學家,要從小養成良好的整理習慣噢!

原理淺析:

為什麼杯底的糖,加熱後就不見了?當我們把糖溶解在水中時,有部分糖始終不再溶解,這被成為過飽和溶液。加熱糖水後,裡面的分子運動得更快,更多的糖會被溶解了(也就是溶解度變高)。

不過,這樣的溶液非常不穩定,糖很容易重新結晶。這款同樣原理的棒棒糖實驗孩子們也會喜歡。

實驗延伸:

如果你搖晃這個瓶子,這些顏色會有什麼變化?——它並不會重新分層,它只會混合成糖水,就類似這樣的深色。▼

你能設計其他類似糖水版的彩虹密度塔嗎?除了用糖做溶質,小蘇打、鹽、麵粉、澱粉都可以試試。

而除了用水做溶劑,能不能挑戰下油呢?

探索的過程,比單純的結果重要得多,爸爸媽媽可以趁機引導寶貝們,像真正的科學家一樣發散思維。實驗復盤也是難得的學習時刻。

— 酷炫款 —

這也是HandyKid一直以來最為推薦的一款,成品美麗。材料可以根據家中情況進行調整,自由發揮空間很大。

適合年齡:3歲+

材料:杯子若干,勺子,滴管,瓶子,食用色素,不同密度的液體,如蜂蜜、糖漿、牛奶、洗潔精、沐浴露、水、白醋、油、酒精等。至少選用3種液體。

操作步驟:

1、收集家中不同密度的溶液,蜂蜜、糖漿、牛奶、洗潔精、沐浴露、水、白醋、油、酒精等,可以在水、白醋、酒精中加入食用色素,以示區別。▼

2、密度最大的蜂蜜最早加入瓶內,開始製作密度塔。▼

操作要點:

蜂蜜、牛奶等高濃度液體,可以用勺子慢慢、輕輕地操作,注入到瓶中央,千萬不要碰到瓶壁。水、酒精、油等液體,可以用滴管操作,滴管緊靠瓶壁,稍微高過水平面,輕輕擠壓。滴入不同溶液前,讓瓶中的混合液體靜置一會,讓它分層穩定後再操作。與此同時,將滴管清洗乾淨並擦乾,避免溶液混合。

操作得當的話,它們的分層效果會非常明顯。▼

三種液體(水、油、酒精)也能做出漂亮的密度瓶來,作品來自HandyKid粉絲@秋。▼

原理淺析:

這些溶液有不同的密度,較輕的液體(如水或植物油),比那些較重的液體(如蜂蜜或玉米糖漿)密度低,因此它們漂浮在較重的液體上面。

參考的密度表如下:

清晰的分層效果▼

— 拓展延伸 —

這個密度塔是玩科學遊戲的絕佳工具。用它來測試小物品的密度再好不過了。家裡的玻璃珠、塑料瓶蓋、聖女果、桌球、骰子、積木塊、泡沫,全都找出來吧!

實驗前,請小朋友先假設一下:哪些物品的密度會比油更高?哪些物品的密度會比蜂蜜低?然後把它們按順序一個個放入密度瓶中,可以看見每個物品在不同的區域浮沉。驗證自己的猜測對了多少。

小朋友可以找個本本記錄實驗過程:實驗前的猜測,液體的順序,物品停留的位置。一定要記錄日期,看看它們的位置隨著時間的推移會不會產生變化。

以上就是HandyKid關於彩虹密度塔的實驗參考了,希望小朋友們玩得開心。爸爸媽媽們有沒有更好的思路呢?歡迎分享給我們呀~

HandyKid

專注藝術科技啟蒙,介紹兒童喜歡的趣味科學小實驗、科技DIY項目、經典紀錄片等。

旨在鼓勵父母用科技與藝術交融的動手做項目,寓教於樂,開發孩子的智力,激發孩子的好奇心,播下知識的種子。

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