Облако в бутылке. Опыты по физике "облако в руках"

Очень простой эксперимент, демонстрирующий законы физики, можно повторить с помощью подручных материалов в домашних условиях. Итогом манипуляций станет облако в бутылке, образовавшееся из простой воды. О том, как это сделать, подробнее в пошаговой инструкции.

Материалы

Чтобы сделать облако в бутылке своими руками, подготовьте:

• пустую пластиковую бутылку;
• бумагу, аромопалочку или деревянный лубок;
• немного воды;
• горелку, спички или зажигалку.

Шаг 1 . В пустую бутылку налейте немного обычной воды. От дна имеющаяся у вас емкость должна быть заполнена на 2 – 2,5 см.

Шаг 2 . Крышку бутылки плотно закрутите, чтобы сохранить давление внутри емкости. Это важно, иначе в ходе дальнейших манипуляций она может лопнуть. Положите бутылку на землю, встаньте на нее ногами и начните прыгать. Данный шаг позволит вам слегка нагреть ее и увеличить силу давления в ней. Уровень влажности в емкости в этот момент должен повыситься.

Шаг 3 . Теперь в бутылку нужно добавить немного дыма. Это нужно, так как мелкие капли воды, имеющиеся в воздухе, должны собраться на пыль или частицы дыма, чтобы образовать облако. Для этого подожгите лубок, жгут бумаги или аромопалочку.

Шаг 4 . Быстро откройте крышку бутылки, задуйте зажженную бумагу и таким же резким движением отправьте ее вовнутрь емкости. Продержите бумагу там несколько секунд, чтобы собрался дым, и вновь закрутите крышку.

Вот такие красивые бутылки или банки, наполненные будто бы космическими облаками, легко можно сделать дома.
Для поделки вам понадобится:
- прозрачная стеклянная банка или бутылка;
- вата;
- пищевые красители или гуашь (пищевые красители теряют цвет);
- вода;
- трубочка или деревянная палочка;
- блестки;
- крышка или пробка.
Первым делом вам нужно будет тщательно отмыть и высушить емкость, в которой вы будете создавать "космические облака". Подготовьте пищевые красители и воду. Лучше всего для этой поделки подойдут голубые, фиолетовые и розовые цвета, но вы можете сделать облака и своего любимого цвета.
Подготовленную емкость (банку или бутылку) нужно наполнить холодной водой примерно на треть. На фотографии необходимый объем отмечен стрелкой.

Теперь добавьте немного пищевого красителя одного цвета и размешайте его с помощью трубочки или палочки. После этого возьмите вату и начните добавлять ее в воду, помогайте себе палочкой. Вата должна полностью пропитаться водой, и свободно переливающейся воды тоже не должно остаться. Количество ваты будет сильно зависеть от размера емкости, которую вы используете.
Останется добавить сверху немного блесток и слегка взболтать банку.
Примечание: благодаря эксперименту проведенному установлено что гуашь очень хорошо подходит для окрашивания ваты, цвет получается яркий и насыщенный.

Следующий шаг будет немного отличаться. Сначала нужно будет положить слой ваты в банку, поверх уже готового пропитавшегося слоя. В отдельной емкости разведите воду и краситель другого цвета. В эту же смесь можно сразу добавить блестки, можно добавить их поверх позже.
Добавляйте столько слоев, сколько вам захочется и сколько войдет в вашу баночку (бутылочку).

В конце можно добавить воды столько, чтобы она немного плавала в банке. Банку (бутылку) нужно закрыть крышкой (пробкой) и "космическое" украшение для вашей комнаты будет готово.
Только помните, что это временное украшение, вода со временем забродит и содержимое банки и бутылки нужно будет выбросить, а емкость как следует промыть.
Вы можете также сделать мини космические облака в маленьких баночках (колбочках).

СУТЬ ОПЫТА:

Спирт испаряется и смешивается с кислородом в воздухе. Данная смесь очень легко воспламеняема. В том числе и в концентрации, используемой в незамерзающей жидкости. Автомобилистам нужно быть на чеку.

ЭТАПЫ ЭКСПЕРИМЕНТА:

Наливаем спирт и незамерзайку в разные бутылки. - Болтаем обе жидкости в бутылках. - Зажигаем спички, подносим к горлышкам бутылок. - Выключаем свет. Пары красиво прогорают сверху вниз с разной интенсивностью.

ЧТО ИСПОЛЬЗОВАЛОСЬ:

2 пластиковые бутылки
- изопропиловый спирт
- зимняя стеклоомывающая жидкость
- спички

ОПИСАНИЕ:

Загадочные, противоречивые, очевидные, зрелищные, шокирующие, удивительные, - да мало ли определений можно подобрать к опытам. А этот - красивый. Просто красивый. Даже и сказать-то нечего. Но все равно придется.

Поставим перед собой две цели. Объяснить, почему пламя возникает не касаясь жидкости и стекает медленно. И, второе, почему в одной бутылке реакция начинается и протекает быстрее.

НАЧНЕМ С СОСТАВА ЖИДКОСТЕЙ:

Изопропиловый спирт, или изопропанол, - простейший вторичный одноатомный спирт с химической формулой CH3CH(OH)CH3.

В составе конкретно этой зимней стеклоомывающей жидкости для автомобилей (в народе – «незамерзайка») присутствуют: изопропиловый спирт, вода и некоторые незначительные добавки. Производитель обещает, что жидкость начнет замерзать после -25оС, следовательно, спирта у нас около 60% (см. табл.)

Условно, в одной бутылке имеем изопропиловый спирт (100%), во второй – смесь изопропилового спирта и воды (60%+40%).

Известно, что испарение происходит при любой температуре. Так вот, спирты обладают свойством испаряться быстрее, чем, например, вода. В том числе и поэтому алкогольные напитки рекомендуется плотно закрывать, дабы не получить на следующий день невкусный «компотик».

Взбалтываем наши жидкости в бутылках, чтобы площадь поверхности соприкосновения с воздухом была больше. Испарение протекает в этот момент активнее. То есть имеем в бутылках не только жидкость, но и газ. Он-то и загорается. Особенностью горения жидкого топлива является то, что жидкость не горит (!) – оно сгорает в паровой фазе. Пары горят с выделением тепла, которое нагревает жидкость. За счет нагрева жидкость испаряется, образуя газ, который при сгорании выделяет тепло. Вот такой цикл. Поэтому особенностью реакций окисления этого типа является «медленное горение». Еще одной причиной этого является ограниченное узким горлышком бутылки поступление кислорода.

Причем в бутылке со 100%-ным изопропанолом процесс начинается и завершается быстрее, чем в бутылке с раствором. Объясняется это следующим. Температура кипения изопропана 82,4 оС, а воды - 100оС. Следовательно, у «незамерзайки» - около 90-94оС, что больше, чем у чистого изопропилового спирта. Значит, для парообразования раствора затрачивается больше тепла, и процесс идет медленнее. Добавим к этому практически вдвое меньшую концентрацию горючих веществ, и картина полная.

В качестве бонуса сегодня (для тех, кто заметил) следующее. Почему бутылка с чистым спиртом осталась целой, а с «незамерзайкой» оплавилась и деформировалась? Горит пар, причем один и тот же. Температура горения, следовательно, одинаковая.

Просто! В первом случае реакция происходит очень быстро, и пластик не успевает нагреться до такой степени. А вот стеклоочиститель горел почти в два раза дольше, что и послужило причиной начавшегося плавления бутылки. Хотя, на красоте опыта в целом это никак не отразилось.