Опыт с горячей и холодной водой: Эксперимент. Смешивание теплой и холодной воды.

красивый и интересный физический эксперимент

Всем большой привет! Блог «ШколаЛа» приглашает вас в нашу «Домашнюю лабораторию». Заходите, не стесняйтесь, располагайтесь) Готовьтесь, будет интересно!

Сегодня наши маленькие исследователи Артём и Александра проведут еще один эксперимент из обрасти физики. А именно, опыт с горячей и холодной водой.

Инструменты и приспособления потребовались ребятам самые обычные. Это какая-то большая емкость, со стеклянными стенками, чтобы было лучше видно, что происходит. Пара маленьких баночек или каких-то пузырьков, можно также использовать баночки из под детского питания или пенициллиновые пузырьки. Красители, у нас они остались от других опытов. Можно использовать и пищевые красители, акварельную краску, гуашь или тушь.

Ну и еще потребуется вода. В большой емкости комнатной температуры, а в баночках горячая и практически ледяная.

Давайте сначала посмотрим, что у них получится, а потом постараемся найти объяснение увиденному. Согласны?

Поехали!

Ну как вам? По-моему, очень красиво получилось.

Но почему же все-таки горячая вода поднималась красной струйкой вверх, а ледяная зеленой змейкой  тихонечко ложилась на дно? Александра высказала предположение, что все так происходит потому, что горячая вода просто легче. То есть, если взвесить литр холодной и литр горячей воды, то горячая будет весить меньше. Однако, физики в этом не уверены.

Скажу вам больше. Физики считают, что горячая вода тяжелее холодной. Великий ученый Альберт Эйнштейн, о котором я вам уже рассказывала, определил взаимосвязь энергии и материи. Он вывел формулу, которая связывает массу тела и его энергию. Формула выглядит вот так.

Дорогие, маленькие школьники, если вы сейчас не понимаете ничего, не отчаивайтесь. Вот подрастете,  начнутся у вас уроки физики и тогда все станет ясно. А сейчас постараемся разобраться совсем немножко, сильно не углубляясь в научные дебри.

Из приведенной выше формулы понятно становится, что масса тела тем больше, чем больше его энергия. А как мы можем увеличить количество энергии? Самые простые способы – это хорошенько тело разогнать или нагреть. Получается, что нагретая вода действительно будет весить больше! Только вот , чтобы увеличение массы почувствовали самые точные и чувствительные измерительные приборы потребуется ну хотя бы 1 тонна воды.

А в нашем масштабе, это увеличение массы, настолько мало, что оно никак не может влиять на ход эксперимента. Ну и в чем же тогда дело?

А все дело в плотности! Она есть у любого вещества, у любого тела. Подробнее о том, что это такое вы опять же узнаете от учителя физики. А я же напомню, что те вещества, плотность которых больше плотности воды, утонут. А те, плотность которых меньше, будут плавать на поверхности.

И у воды есть плотность. И она зависит от температуры. Чем холоднее вода, тем плотность выше и наоборот.

А теперь смотрите, что получилось.

Мы налили в стеклянную емкость, воду комнатной температуры, приблизительно равной 20 градусам. При такой температуре плотность воды будет равна 998,23 кг/м3.

Температура холодной воды была примерно градуса 4. Плотность – 1000кг/м3. Поэтому она и опускалась вниз.

Ну а горячая водичка имела температуру, примерно, градусов 60. И плотность 983,24. И поэтому она поднималась вверх.

Уф, кажется, разобрались) Вот такая интересная наука – физика!

А иногда физические опыты выглядят как настоящее волшебство. Посмотрите, например, статью про эксперименты с воздушными шарами или «волшебные капли».

Ну а мы прощаемся с вами, лишь для того, чтобы встретиться снова в нашей «Домашней лаборатории». Не пропустите новые опыты и эксперименты! Подпишитесь на новости блога!

И вступайте в нашу группу «ВКонтакте», будем общаться еще и там!

Всегда ваши Артём, Александра и Евгения Климкович!

Экспериментирование с водой

Прозрачность воды
Перед ребенком стоят два прозрачных стаканчика: один с водой, другой – с молоком. В оба стаканчика положить ложечки или палочки. В каком из стаканчиков они видны, а в каком – нет? Почему? Перед нами молоко и вода, в стаканчике с водой мы видим ложку, а в стаканчике с молоком – нет. Вывод: вода прозрачная, а молоко – нет.

Лед – это твердая вода

Принесите сосульки в помещение, поместив каждую в отдельную емкость, чтобы каждый ребенок наблюдал за своей сосулькой. Если опыт проводится в теплое время года, сделайте кубики льда, заморозив воду в холодильнике. Вместо сосулек можно взять шарики из снега.

Дети должны следить за состоянием сосулек и кубиков льда в теплом помещении. Обращайте их внимание на то, как постепенно уменьшаются сосульки и кубики льда. Что с ними происходит? Возьмите одну большую сосульку и несколько маленьких. Следите, какая из них растает быстрее.

Важно, чтобы дети обратили внимание на то, что отличающиеся по величине куски льда растают за разные промежутки времени. Вывод: лед, снег – это тоже вода.

Вода – жидкая, течет

Дайте детям два стаканчика – один с водой, другой – пустой, и пред­ложите аккуратно перелить воду из одного в другой. Льется вода? Поче­му? Потому что она жидкая. Если бы вода не была жидкой, то она не смогла бы течь в реках и ручейках, не текла бы из крана.

Для того, чтобы дети лучше поняли, что такое «жидкая», предло­жите им вспомнить, что кисель бывает жидким и густым. Если кисель течет, мы можем его перелить из стакана в стакан, и мы говорим, что он жидкий. Если же мы не можем его перелить из стакана в стакан, потому что он не течет, а вываливается кусками, то мы говорим, что кисель гус­той. Поскольку вода жидкая, может течь, ее называют жидкостью.

Лед легче воды

Опустить кусочек льда в стакан, до краев наполненный водой. Лед растает, но вода не перельется через край.

Вывод: Вода, в которую превратился лед, занимает меньше места, чем лед, то есть она тяжелее.

Вода не имеет формы

Предложите детям рассмотреть кусочек льда (лед – это твердая вода). Какой формы этот кусочек льда? Изменит ли он свою форму, если мы опустим его в стакан, в миску, положим на стол или на ладошку? Нет, в любом месте он остается кубиком (до тех пор, пока не растает). А жидкая вода?

Пусть ребята нальют воду в кувшин, тарелку, стакан, на поверхность стола. Что происходит? Вода принимает форму того предмета, в котором находится, а на ровном месте расползается лужицей. Значит, жидкая вода не имеет формы. Опыт можно дополнить следующими наблюдениями: кубик льда, имеющий форму, при таянии превращается жидкость и растекается по поверхности блюдца.

Горячая, теплая, холодная вода

Дайте детям стаканчики с водой разной температуры. Пусть они пальчиком попробуют и определят, в каком стаканчике вода самая холодная, самая теплая.

В реках, озерах, морях вода разной температуры: и теплая, и холодная. Некоторые рыбы, звери, растения, улитки могут жить только в теплой воде, другие – только в холодной. В холодных морях, реках живет меньше разных животных. В природе есть такие необычные места, где очень горячая вода выходит из-под земли на поверхность. Это гейзеры. От них, как и от термоса с горячей водой, тоже идет пар.

В водоемах вода бывает разной температуры, а значит, в них живут разные растения и животные.

У воды нет вкуса

Предложите детям попробовать через соломинку воду.

Вопрос: есть ли у нее вкус?

Очень часто дети убежденно говорят, что вода очень вкусная. Дайте им для сравнения попробовать молоко или сок. Если они не убедились, пусть еще раз попробуют воду. Вы должны доказать им, что у воды нет вкуса. Дело в том, что дети часто слышат от взрослых (в том числе в детском саду), что вода очень вкусная. У них формируется свой действующий стереотип, представление. Объясните, что когда человек очень хочет пить, то с удовольствием пьет воду, и, чтобы выразить свое удовольствие, говорит: «Какая вкусная вода!», хотя на самом деле ее вкус не чувствует.

А вот морская вода на вкус соленая, потому что в ней много разных солей. Ее человек не может пить.

Встреча с ручейком

Сделайте небольшой желобок, похожий на русло ручейка. Положи­те его наклонно, приложив нижний конец к блюду или мисочке. Верхний конец желобка укрепите на какой-нибудь подставке так, чтобы он держал­ся и не падал. В результате у вас должна получиться модель наклонного русла ручейка и пруда или озера. Возьмите емкость с водой примерно на 1 литр. Наклоните ее над желобком и лейте воду небольшой струйкой. Что­бы вода напоминала ручей, положите немного мелких камешков, создавая преграду для воды. Так вы сможете добиться эффекта журчащих струек.

Капельки

Из бутылочки на блюдце капните несколько капель воды. Капель­ницу держите достаточно высоко от блюдца, чтобы дети увидели, какой формы появляется капля из горлышка и как она падает.

Превращение в воду

Приносим с улицы ведерко со снегом. Вспоминаем превращение снега на холоде и в тепле. На улице мороз, в комнате тепло. Снег тает – его становится меньше, а воды больше. Вода вначале холодная, а через некоторое время теплеет. Снег, лед, сосульки тают в комнате от тепла, превращаются в воду.

Чем пахнет вода

Предложить детям два стакана воды – чистую и с каплей валерианы. Вода начинает пахнуть тем веществом, которое в нее положено.

Тонет, не тонет

Для опыта необходима ванночка или таз с водой, различные по весу предметы. Опустить в воду предметы по очереди. Что произошло? Некоторые предметы утонули, а некоторые всплыли. Это зависит от веса предмета. Вода выталкивает более легкие предметы.

Как провести эксперимент с плотностью горячей и холодной воды

Сохраните эту идею на потом, чтобы не забыть ее использовать!

3,5 К акции

Одно из моих любимых занятий — занятия STEM и эксперименты по науке об океане! Мне нравится видеть реакцию на лице ребенка, когда он видит перед собой научную работу.

Многие научные эксперименты занимают много времени, но не эксперимент с плотностью горячей и холодной воды !

В этом эксперименте с температурой и плотностью дети узнают о плотности воды, смешивании цветов, молекулярной науке и многом другом всего за один эксперимент, который занимает менее 10 минут.

Попробуйте дома или в классе!

Эксперимент по определению плотности горячей и холодной воды

Если вы любите проводить быстрые научные эксперименты, которые вас впечатляют, попробуйте этот удивительный эксперимент с горячей и холодной водой.

Дети будут просить повторить это снова и снова!

Почему занятия STEM важны для детей

Сегодня научные эксперименты для детей важны как никогда. Сегодня наука и технологии составляют огромную часть нашего мира, и будущее будет еще более сфокусировано на науке и технологиях.

Дети, которые не погружаются в мир науки и исследований STEM с раннего возраста, останутся позади своих сверстников и могут столкнуться с трудностями при поиске работы в быстро меняющемся ландшафте будущей карьеры.

Научные эксперименты обычно просты, но они могут помочь пробудить в ребенке любовь к науке и открытиям, которая будет сопровождать их на протяжении всей жизни.

Простой научный эксперимент, который ребенок проводит сегодня, может пробудить в нем желание открыть что-то, что изменит мир в будущем.

Каждый день маленькие дети используют научные эксперименты для решения реальных проблем в области медицины и технологий, которые никогда раньше не обнаруживались.

И все эти научные открытия начинаются с прочного фундамента в науке и STEM.

Научный метод для детей

Каждый научный эксперимент состоит из четырех элементов:

Вопрос

Дети должны начинать каждый научный эксперимент с вопроса, даже если этот вопрос просто «что произойдет?»

Гипотеза

Перед проведением любого эксперимента дети должны записать то, что, по их мнению, произойдет.

Эксперимент

Здесь начинается самое интересное. Проверьте гипотезу, чтобы определить, полностью ли она отвечает на вопрос.

A Запись и анализ

По завершении теста запишите, что произошло, и проанализируйте, почему.

Повторный тест

Попробуйте разные переменные и попробуйте новый тест, чтобы увидеть, подтверждается или опровергается первоначальный ответ.

Объяснение эксперимента плотности воды

Вот объяснение эксперимента плотности горячей и холодной воды.

Научный эксперимент с горячей и холодной водой работает из-за разной плотности горячей и холодной воды.

Некоторые жидкости имеют меньшую плотность, чем другие. Если вы когда-либо делали банку плотности, легко увидеть это в действии.

Но… вода имеет такую ​​же плотность, как и другая вода, верно? Так почему же он остается разделенным?

Секрет в температуре воды.

Молекулы в горячей воде движутся быстрее, чем в холодной. Молекулы горячей воды подпрыгивают и оставляют зазоры. Это делает горячую воду немного менее плотной, чем холодную.

Итак, когда вы наливаете холодную воду на дно, там остается более плотная холодная вода.

Но когда вы наливаете сверху холодную воду, молекулы тепла поднимаются вверх. Поэтому цвета смешиваются сразу.

Поскольку вы смешиваете основные цвета, они смешиваются во вторичные цвета, когда горячая вода находится на дне.

Принадлежности для эксперимента по определению температуры и плотности

Вот некоторые необходимые припасы для эксперимента по определению плотности горячей и холодной воды.

• Mason Jars
• Пищевая окраска
• Laminator
• Cardstock Paper

Наши любимые наборы по науке о воде

Вот некоторые из наших любимых наборов по науке о воде, которые вы можете превратить в науку о льду!

• Набор для изучения воды для начальных классов
• Научный эксперимент по фильтрации воды
• Набор для исследований по энергии воздуха и воды
• Набор для исследований по чистой воде
• Набор для водных ракет

Экспериментальная установка для определения плотности воды

Прежде чем начать этот эксперимент, вам нужно будет заламинировать маленькую карточку, немного большую, чем горлышко вашей банки.

Вскипятите кастрюлю с горячей водой и наполните большой кувшин ледяной водой.

Наполните три банки ледяной водой доверху.

Наполните еще три банки доверху горячей водой (но не делайте ее настолько горячей, чтобы вы не могли коснуться стенок банки).

Покрасьте одну холодную банку в желтый, одну в синий и одну в красный цвет. Повторите для горячих банок.

Дополнительные эксперименты с водой для детей

• Как сделать водяную слизь, которая выглядит как пресная вода!
• Эксперимент по определению плотности воды в питье Fortnite Slurp
• Как сделать ледяную башню
• Водяное колесо из кувшина для молока

Время подготовки: 15 минут

Активное время: 15 минут

Общее время: 30 минут

Сложность: легко

Ориентировочная стоимость: $5

Узнайте, как горячая и холодная вода имеют разную плотность, с помощью этого практического, красочного и увлекательного эксперимента по науке о воде! Это идеальный научный эксперимент, который каждый раз вызывает сильную реакцию!

Материалы

• Пластиковые банки
• Пищевой краситель
• Ламинатор
• Бумага для карточек

Инструменты

• Ножницы
• Ложка

Инструкции

Сначала проведите эксперимент с холодной водой на дне.

1. Поместите каталожную карточку на горлышко кувшина с горячей водой. Слегка нажмите, чтобы сделать уплотнение.
2. Переверните банку и поместите ее поверх банки с холодной водой (убедитесь, что это цветовая комбинация, которая даст дополнительный цвет).
3. Выровняйте края банок и осторожно вытащите карту. Вода останется отделенной!
4. Повторите для остальных четырех банок.
5. Осторожно возьмитесь за центр банок и переверните их. Они сразу смешаются во вторичные цвета!
6. Поскольку холодная вода более плотная, чем горячая, цвета не смешиваются до тех пор, пока сила тяжести не втянет холодную воду в горячую.

Примечания

Если вы не хотите переворачивать банки, вы можете просто поставить банку с горячей водой сверху и использовать каталожную карточку над холодной водой. Затем, когда вы уберете карточку, цвета смешаются, и вам не придется переворачивать банки.

Рекомендуемые продукты

Как партнер Amazon и участник других партнерских программ я зарабатываю на соответствующих покупках.

• Жидкий пищевой краситель

• Прозрачные пластиковые банки Мейсона

• Цветной картон

• Термоламинатор

Сохраните эту идею на потом, чтобы не забыть ее использовать!

3,5 К акции

Холодно или тепло, можем ли мы точно сказать?

Резюме

Сенсорная нервная система, температура, тепло

Сабина Де Брабандере, доктор философии, Научные друзья

Введение

Вы когда-нибудь пытались угадать температуру воды в бассейне? В жаркий день вода поначалу может показаться холодной, но как только вы окажетесь в ней, вы уже не заметите температуру. Однако в прохладный день вода в бассейне той же температуры часто кажется вполне комфортной. Все относительно? Способно ли наше тело измерять абсолютную температуру?

Этот вопрос может вызвать у вас любопытство о том, как наш организм собирает информацию об окружающей среде, обрабатывает ее и формирует наше восприятие мира. Сделайте это, и в следующий раз, когда вы прыгнете в бассейн в жаркий летний день, вы сможете понять, почему вам вот-вот станет так холодно!»!

Это мероприятие не рекомендуется использовать в качестве проекта научной ярмарки. В хороших проектах научных выставок больше внимания уделяется контролю переменных, проведению точных измерений и анализу данных. Чтобы найти проект научной ярмарки, который подходит именно вам, просмотрите нашу библиотеку, содержащую более 1200 идей проектов научной ярмарки, или воспользуйтесь мастером выбора темы, чтобы получить персональную рекомендацию по проекту.

Предыстория

Наши руки, особенно кончики пальцев, хорошо приспособлены для сбора сенсорной информации из окружающей их среды. Они содержат подавляющее количество сенсорных рецепторов. Внешние обстоятельства, такие как температура, текстура и прикосновение, побуждают эти рецепторы производить электрические сигналы. Сигналы проходят через сенсорный нерв вдоль руки в мозг, где они обрабатываются, затем сравниваются с прошлым опытом и, наконец, помечаются.

Каждый рецептор активируется определенным стимулом. Терморецепторы обнаруживают изменения температуры. У нас есть терморецепторы, которые активируются холодом, и другие, которые активируются теплом. Тепловые рецепторы увеличивают скорость передачи сигнала, когда чувствуют тепло или передачу тепла в тело. Охлаждение или передача тепла от тела приводит к снижению скорости сигнала. Холодовые рецепторы, с другой стороны, увеличивают свою скорость возбуждения при охлаждении и уменьшают ее при нагревании.

Что-то интересное происходит, когда вы подвергаете рецепторы определенному ощущению, например, теплу в течение длительного времени; рецепторы начинают утомляться, снижают свою активность, и вы уже не будете так сильно замечать ощущения.

Может ли эта десенсибилизация также изменить нашу чувствительность к последующему раздражителю? Сделайте это действие и узнали!

Материалы

• Три горшка, достаточно большие, чтобы в них поместились две руки
• Теплая вода, не делайте ее слишком горячей
• Вода комнатной температуры
• Ледяная вода или кубики льда
• Полотенце для защиты рабочей поверхности
• Часы, чтобы засекать время

Подготовка

Совет по безопасности: Не делайте теплую воду слишком горячей. Если вы испытываете какой-либо дискомфорт от теплой или холодной воды, уберите руки от кастрюль, дайте им привыкнуть к комнатной температуре и снова начните с воды менее экстремальной температуры.

1. Подготовьте рабочую поверхность, которая может немного намокнуть, либо постелив полотенце, либо убрав любые предметы, которые не должны намокать.
2. Наполните один горшок ледяной водой. Вы также можете использовать воду комнатной температуры и добавить пару кубиков льда, чтобы охладить воду в этой кастрюле.
3. Наполните вторую кастрюлю водой комнатной температуры.
4. Наполните третью кастрюлю теплой водой. Не делайте воду слишком теплой; Вы должны быть в состоянии комфортно держать руки в этой воде некоторое время.

Инструкции

1. Опустите правую руку в кастрюлю с ледяной водой. Эта вода кажется вам горячей, теплой, чуть теплой, холодной или очень холодной?
2. Опустите левую руку в кастрюлю с теплой водой.
   Какие ощущения от этой воды?
3. После того, как вы подержите руки в кастрюлях примерно минуту или две, снова обратите внимание на температуру воды в каждой кастрюле. Ощущается ли холодная вода такой же холодной, как изначально? А как же теплая вода? Если вы чувствуете себя по-другому, то думаете ли вы, что действительная температура воды в горшках значительно изменилась за это короткое время или изменилось ваше восприятие температуры?
4. Теперь выньте руки из кастрюль с ледяной и теплой водой и опустите обе руки в кастрюлю с водой комнатной температуры. Как бы вы обозначили температуру воды в кастрюле? Ощущается ли он горячим, теплым, чуть теплым, холодным или очень холодным? Если трудно сказать, обратите внимание на то, что бы вы сказали, если бы чувствовали только правой рукой, и что бы вы сказали, если бы чувствовали только левой рукой? Ваши руки согласны или не согласны с температурой воды?

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ

:  Вместо двух рук примите теплую ванну для указательного пальца и среднего пальца той же руки в холодной ванне. Сенсорные сигналы, создаваемые терморецептором в этом тесте, проходят по тому же сенсорному нерву вверх по руке к мозгу. Сможете ли вы по-прежнему сказать, что один палец холодный, а другой теплый? Будете ли вы по-прежнему получать запутанные сообщения , если через минуту вы опустите оба пальца в воду комнатной температуры? Теперь попробуйте коснуться кончиком пальца кубика льда и теплой ткани одновременно . Вы все еще можете сказать, что половина наконечника теплая, а другая половина холодная? Вы все еще сбиты с толку, когда кладете кончик пальца на предмет комнатной температуры?

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ : В этом эксперименте температура воды в горшках разная. Что, если вы прикоснетесь рукой к предметам, которые

ощущаются холодными или теплыми, но имеют одинаковую температуру, например металлическую дверную ручку или горшок, ковер или шерстяной свитер? Оба эти объекта имеют комнатную температуру, но кажутся разными по температуре, поскольку по-разному проводят тепло. Пусть все ваши руки коснутся этих предметов. Уменьшается ли в этом случае со временем разница в восприятии температуры? Вы по-прежнему получаете сбивающие с толку сообщения, если через некоторое время прикасаетесь руками к третьему материалу, например стеклу?  

Наблюдения и результаты

В правой руке вода была горячей, а в левой — холодной?

Когда вы впервые опустили правую руку в холодную воду, холодовые терморецепторы в вашей руке сработали, создав сигналы, которые после обработки в мозгу позволили вам обозначить воду как «холодную». Когда левая рука была помещена в горячую воду, тепловые терморецепторы инициировали сигналы, позволяющие идентифицировать воду в этом горшке как «теплую».

Через некоторое время терморецепторы в твоих руках износились. Они потеряли чувствительность, и вода в горшках больше не была ни холодной, ни теплой.

Когда вы опустили обе руки в кастрюлю с водой комнатной температуры, ваш мозг запутался. Ваша правая рука вошла с десенсибилизированными холодовыми терморецепторами и активными тепловыми терморецепторами. Тепловой поток в холодную руку зажег теплые терморецепторы. Ваш мозг интерпретирует их как исходящие из теплой окружающей среды. Вы воспринимали воду правой рукой как более теплую, чем она была на самом деле. Аналогичный процесс произошел в вашей левой руке, которая вошла с десенсибилизированными тепловыми терморецепторами и испытала поток тепла от теплой руки к воде комнатной температуры. Левой руке казалось, что вода холоднее, чем она была на самом деле.

Поскольку ваши руки по-разному воспринимали воду в кастрюле комнатной температуры, вы запутались. Ваш мозг выдал противоречивую информацию о температуре воды в кастрюле комнатной температуры. Этот опыт показывает, что на ваше восприятие температуры влияет предыдущая среда.

Спросите эксперта

Интересуетесь наукой? Задайте вопрос нашим ученым.

Опубликовать вопрос

Уборка

1. Утилизируйте воду и очистите кастрюли и пролитую воду.