آیا می دانید که با تماشای چراغ گدازه با حباب های رنگی بزرگ آن در حال فرو رفتن ، بالا آمدن و تغییر شکل است ، احساس مسحور کننده ای خواهید داشت ؟
با این پروژه ، می توانید لامپ گدازه (موقت) خود را با مواد خانگی بسازید! که بسیار آسان و ایمن است ، و فوق العاده جالب و جذاب به نظر می رسد.
آزمایش ساخت لامپ لاوا
آزمایشی که مشاهده می کنید در واقع یک آزمایش سرگرم کننده علمی است زیرا در اثر چگالی و قطبیت مواد ایجاد شده است.
مواد مورد نیاز
- روغن سبزیجات
- آب
- رنگ خوراکی
- قرص جوشان
- 2 لیوان
مراحل آزمایش
- بیشتر لیوان را با روغن پر کنید.
- بقیه لیوان را با آب پر کنید. آب در زیر روغن فرو می رود و شبیه حباب های کوچک و شفاف به نظر می رسد.
- چند قطره رنگ خوراکی اضافه کنید ؛ انتخاب رنگ شما رنگ خوراکی بر پایه آب است ، بنابراین رنگ به سمت آبی که در انتهای لیوان قرار دارد فرو می رود و رنگ می دهد.
- یک قرص جوشان را به چند قطعه کوچک تقسیم کنید و آنها را یک به یک در لیوان بریزید.
- لاوا لامپ شما آماده است از فوران آتشفشانی آن لذت ببرید! با کند شدن واکنش ، به سادگی قرص جوشان بیشتری اضافه کنید
نتیجه
چراغ گدازه یا لامپ لاوا به دلیل دو اصل علمی مختلف ، چگالی و قطبیت کار می کند.
چگالی اندازه گیری میزان فشردگی یک ماده است – چه مقدار از آن در مقدار مشخصی از فضا جا می شود.
(معادله علمی چگالی = جرم/حجم است.)
از آنجا که چگالی آب بیشتر از روغن است ، وقتی این دو در یک ظرف قرار می گیرند به کف فرو می رود. چگالی تحت تأثیر دما نیز قرار می گیرد – هرچه مایع داغتر باشد ، چگالی آن کمتر است.
قطبیت مانع از ترکیب روغن و آب با هم می شود.
مولکول های آب “قطبی” هستند زیرا دارای بار الکتریکی نامنظمی هستند که سایر اتم ها را به خود جذب می کند. انتهای مولکول با دو اتم هیدروژن دارای بار مثبت است. انتهای دیگر ، اکسیژن ، بار منفی دارد.
درست مانند آهن ربا ، که در آن قطب N به قطب های S (“مخالف ها جذب می شوند”) ، انتهای مثبت مولکول آب با انتهای منفی دیگر مولکول ها متصل می شود.
اما مولکولهای روغن غیر قطبی هستند بار مثبت یا منفی ندارند ، بنابراین به هیچ وجه جذب مولکولهای آب نمی شوند. به همین دلیل است که روغن و آب با هم مخلوط نمی شوند!
لامپهای گدازه واقعی مانند مایع خانگی ما از مایع قطبی و غیر قطبی استفاده می کنند. در حالت واقعی ، چگالی مایعات بسیار بیشتر از روغن نباتی و آب به هم نزدیک است.
مایع متراکم تر به پایین فرو می رود ، اما چراغ چراغ گدازه آن را گرم می کند تا منبسط شود و چگالی کمتری پیدا کند و باعث بالا آمدن آن شود. با دور شدن از نور ، سرد می شود و دوباره متراکم می شود تا غرق شود. سپس چرخه از نو شروع می شود
به جای استفاده از چراغ ، در چراغ گدازه خانگی ما از الکا-سلتزر برای تغذیه لامپ استفاده کردیم.
قرص جوشان با آب واکنش داده و حباب های گاز دی اکسید کربن تولید می کند. اینها به قطرات آب می چسبند. چگالی آب/گاز کمتر از روغن است ، بنابراین آنها به بالای فلاسک صعود می کنند.
در بالا ، حباب های گاز بیرون می زنند و به هوا می ریزند و اجازه می دهند آب متراکم دوباره به پایین فرو رود.
لامپ های گدازه ای که از گرما تغذیه می کنند ، پیچیده تر هستند و می توانند از مواد خطرناک بیشتری استفاده کنند.
پرسش
- جرم آب و روغن را در حجم مساوی با یکدیگر مقایسه کنید؟
- لامپ لاوا واقعی ولامپ لاوا خانگی چه تفاوت شمیایی با یکدیگر دارند؟
پاسخ
- اگر حجم مساوی روغن و آب را اندازه گیری کنید ، متوجه می شوید که آب از همان مقدار روغن سنگین تر است. این به این دلیل است که مولکول های آب محکم تر بهم متصل می شوند. جرم یک فنجان آب بیشتر از یک فنجان روغن است.
- لامپهای گدازه واقعی مانند لامپ لاوا خانگی ما از مایع قطبی و غیر قطبی استفاده می کنند. در حالت واقعی ، چگالی مایعاتی که از روغن و آب بسیار به هم نزدیک تر است استفاده می شود و منبع تغذیه که سبب جوشش فوران آن ها می شود متفاوت است در لامپ لاوا خانگی از قرص جوشان استفاده شد و در لامپ لاوا واقعی از گرما استفاده می شود .چرا که گرما قادر به تغییر چگالی است.
