آزمایش ساخت لامپ لاوا

امروزه، دکوراسیون و زیبایی فضاهای مختلف از منازل، ویلاها تا محیط‌های تجاری، یکی از اصلی‌ترین مواردی است که خانم‌ها به آن توجه ویژه‌ای دارند. چراغ‌های تزیینی رومیزی لاوا نیز از جمله محصولاتی هستند که همواره مورد توجه واقع می‌شوند و به عنوان یکی از نمونه‌های برجسته و معروف شناخته می‌شوند.

لامپ لاوا چیست؟

در اینجا آزمایش ساخت لامپ لاوا را انجام میدهیم تا با این دکوری جذاب آشنا شویم. لامپ لاوا، یک لامپ تزئینی جذاب است که از اشکال و رنگ‌های مختلف موم و مایع شفاف (به عنوان مثال آب) تشکیل شده است. وقتی لامپ رشته‌ای آن گرم می‌شود، موم به ‌طور خاص و جالبی شروع به حرکت می‌کند و گلبول‌های موم زیبا و شناور را ایجاد می‌کند. اختراع این لامپ جذاب به دست کارآفرین خلاق بریتانیایی، ادوارد کریون واکر در سال ۱۹۶۳ اتفاق افتاد و از آن زمان تاکنون، لامپ لاوا به یکی از محبوب‌ترین انواع لامپ‌های تزئینی تبدیل شده است. امروزه، این لامپ‌های گدازه ای در طرح‌ها و رنگ‌های متنوعی عرضه می‌شوند و همچنان مورد توجه و علاقه قرار دارند.

تاریخچه لامپ لاوا

در سال ۱۹۶۳، آقای ادوارد کرِیوِن، که یک کارآفرین خلاق بود، به فکر ابتکاری جدید افتاد و لامپ گدازه را اختراع کرد. او برای تحقق این ایده، به همکاری مخترع برجسته انگلیسی به نام دیوید جورج اسمیت نیاز داشت و با هم به ساخت اولین نمونه از این لامپ پرداختند. در حالی که در یک نمایشگاه تجاری در آلمان، آدولف ورتهایمر و های اسپکتور با این ابتکار فوق‌العاده آشنا شدند و از آن الهام گرفتند. آن‌ها تصمیم گرفتند تا این تکنولوژی را به شیکاگو ببرند و شروع به تولید لامپ گدازه کنند.

عملکرد لامپ لاوا چگونه است؟

یک لامپ گدازه کلاسیک، یا به اصطلاح “لامپ رشته‌ای گرم”، یک ابداع جذاب است که با استفاده از یک بطری شیشه‌ای بلند و یک مخلوط از آب، روغن معدنی، موم پارافین و تتراکلرید کربن، به شما امکان می‌دهد تا درخشش و زیبایی را در فضای خود به وجود بیاورید.

موم معمولی چگالی بسیار کمتری نسبت به آب دارد و در هر دمایی روی سطح شناور می‌شود. از طرف دیگر تتراکلرید کربن از آب سنگین‌تر است. هنگامی که این ماده به موم اضافه می‌شود، در دمای اتاق کمی متراکم تر از آب می‌شود. با گرم شدن، مخلوط موم به طور موقت چگالی کمتری پیدا می‌کند و به دلیل کاهش کشش سطحی روی سطح آب شناور می‌شود. زمانی که دما پایین می آید، به ته ظرف برمی‌گردد.

لامپ به کار رفته در این دستگاه معمولاً 25 تا 40 وات می‌باشد. به طور معمول 45 تا 60 دقیقه زمان می‌برد تا موم به اندازه کافی داغ شود. هنگامی که موم ذوب شد، لامپ را نباید حرکت داد. در سال 2015، نوع جدیدی از لامپ گدازه‌ای وارد بازار شد که از فروم فلوئید به جای موم استفاده می ‌ششد. در ادامه همراه ما بمانید تا نحوه آزمایش ساخت لامپ لاوا را به شما عزیزان به طور کامل توضیح دهیم.

آزمایش ساخت لامپ لاوا

آیا می دانید که با نگاه کردن به چراغ گدازه و حباب‌های رنگارنگ آن که به سمت بالا می‌روند و تغییر شکل می‌دهند، حس عجیب و خوشایندی به شما دست خواهد داد؟ با انجام این آزمایش جذاب، شما این امکان را دارید که لامپ گدازه خود را با استفاده از مواد خانگی بسازید. این کار آسان و کاملا ایمن است و نتیجه آن بسیار جالب و جذاب خواهد بود. آزمایشی که در ادامه قرار است انجام دهیم، علاوه بر سرگرمی، اصول علمی مهمی را نیز به شما آموزش می‌دهد، زیرا در اثر چگالی و قطبیت مواد ایجاد شده است.

مواد مورد نیاز برای ساخت لامپ لاوا

1- لیوان
2- رنگ خوراکی
3- قرص جوشان
4- روغن سبزیجات
5- آب

مراحل انجام آزمایش

• در مرحله اول این آزمایش لازم است که درون لیوان روغن سبزیجات بریزید.

• در قدم بعدی باید آب را به داخل لیوان اضافه کنید تا لیوان پر شود، آب به آرامی زیر روغن فرو می‌رود و به صورت حباب‌های شفاف درخشان به چشم می‌خورد.

• در مرحله سوم چند قطره رنگ خوراکی به لیوان مورد نظر اضافه کنید،اینگونه می توانید لیوان را به زیبایی تزیین کنید. انتخاب رنگ خوراکی برای این کار بسیار مهم است، زیرا این رنگ‌ها بر پایه آب هستند و به آرامی به سمت آبی که در انتهای لیوان است، فرو ‌می ‌روند و به آن رنگ می‌دهند.

• حال نوبت آن است که به خلاقیت خود اعتماد کنید، یک قرص جوشان را به قطعات کوچک تقسیم کنید، سپس هر قطعه را به ترتیب درون لیوان مورد نظر بیندازید.

• در آخر لامپ لاوا شما آماده است و مثل یک آتشفشان فوران می‌کند، اگر واکنش کند شد، به راحتی می‌توانید با اضافه کردن چند قطعه قرص جوشان این مشکل را حل کنید.

نتیجه گیری

لامپ لاوا یا چراغ گدازه به دو دلیل اصلی علمی متفاوت، یعنی چگالی و قطبیت، عمل می‌کند. اندازه گیری چگالی به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چقدر یک ماده فشرده است و چقدر از آن می‌تواند در یک فضای مشخص جا بگیرد.
معادله علمی چگالی به این صورت است: چگالی = جرم/حجم

زمانی که آب و روغن در یک دستگاه یا محفظه قرار می‌گیرند، به وضوح مشاهده می‌شود که آب چگالی بالاتری نسبت به روغن دارد و به کف فرو می‌رود. همچنین، چگالی مایعات تحت تأثیر دما نیز قرار می‌گیرد و با افزایش دما، چگالی مایعات کاهش می‌یابد.

ترکیب روغن و آب به دلیل قطبی بودنشان با چالش مواجه می‌شود و نمی‌توانند با هم ترکیب شوند. مولکول‌های آب، به عنوان یک نوع “قطبی” شناخته می‌شوند زیرا دارای بارهای الکتریکی نامنظمی هستند که اتم‌های دیگر را به سمت خود جذب می کنند. یک طرف از مولکول دارای دو اتم هیدروژن با بار مثبت است، در حالی که طرف دیگر دارای اکسیژن با بار منفی است. همانند یک مگنت قوی که قطب‌هایش( N و S) به یکدیگر جذب می‌شوند، انتهای مثبت یک مولکول آب به انتهای منفی مولکول‌های دیگر آن متصل می‌شود.

اما مولکول‌های روغن غیر قطبی است و دارای بار مثبت یا منفی نیستند، بنابراین به هیچ وجه قابلیت جذب مولکول‌های آب را ندارند. به همین دلیل است که مخلوط شدن روغن و آب با یکدیگر غیرممکن است.
لامپ‌های گدازه واقعی مانند مایع خانگی ما از دو مایع قطبی و غیر قطبی استفاده می‌کنند. در حالت واقعی، چگالی مایعات بسیار بیشتر از روغن نباتی و آب به هم نزدیک است.

مایعی که چگالی بیشتری دارد به سمت پایین فشرده می‌شود، اما نور چراغ آن را گرم می‌کند تا انبساط پیدا کند و چگالی کمتری داشته باشد و بالا برود. با از بین رفتن نور، مایع سرد می‌شود و دوباره فشرده می‌شود تا فرو رود. سپس چرخه جدیدی آغاز می‌شود.
تصمیم گرفتیم که به جای اینکه از چراغ استفاده کنیم، از الکا-سلتزر برای تغذیه لامپ خانگی استفاده کنیم.

هنگامی که قرص جوشان با آب تداخل پیدا می‌کند، باعث تولید حباب‌های گاز دی اکسید کربن می‌شود که به آرامی به قطرات آب متصل می‌شوند. چگالی آب و گاز کمتر از روغن است، بنابراین حباب‌ها به زودی به بالای ظرف صعود می‌کنند و شروع به رقصیدن می‌کنند.
در بالای ظرف، حباب‌های گاز به آرامی به بیرون می‌جهند و در هوا پخش می‌شوند، بنابراین آب فشرده به آرامی به پایین فرو می رود.
لامپ‌های لاوایی که انرژی خود را از گرما می‌گیرند، پیچیدگی بیشتری دارند و ممکن است از مواد خطرناک بیشتری استفاده کنند.

سوالات متداول

1- مقایسه کردن جرم آب و روغن در حجم‌های مساوی

وقتی حجم یکسانی از روغن و آب را اندازه‌گیری می‌کنید، متوجه می‌شوید که آب از روغن سنگین‌تر است. دلیل این امر این است که مولکول‌های آب به‌هم متصل‌تر هستند. بنابراین، وزن یک لیوان آب بیشتر از یک لیوان روغن است.

2- تفاوت‌های شیمیایی لامپ لاوا خانگی با لامپ لاوا واقعی؟

لامپ‌های گدازه واقعی مانند لامپ لاوا خانگی از مایعات قطبی و غیر قطبی برای عملکرد استفاده می‌کنند. در لامپ لاوا واقعی، از مایعاتی با چگالی نزدیک به روغن و آب استفاده می‌شود، که منبع تغذیه آن ها نیز متفاوت است. در واقع در لامپ لاوا واقعی، از گرما به عنوان منبع تغییر چگالی استفاده می‌شود و باعث جوشش و فوران آن ها می‌شود. اما در لامپ لاوا خانگی، از قرص جوشان استفاده می شود.