关键概念
Physics
Chemistry
Density
Liquids

介绍
您可能知道,当固体物体放置在液体中时,它们可以吸收或浮动。但是你知道液体还可以沉没还是浮动?实际上,可以彼此叠加不同的液体层。关键是所有不同的层都必须具有不同的密度。您可以通过挑选具有一系列密度的液体或通过加入糖或盐等化学物质来改变一种液体的密度来堆叠它们。如果选择彩色液体或向每层添加食物着色,您甚至可以在一块玻璃杯中创造整个颜色的彩虹!想要自己看?在这个科学活动中,您将堆叠几个液体—one by one—并创建一个彩色密度柱!

背景
与物体吸收器或浮点数相比,它是否取决于其密度与其掉入的液体的密度。所有类型的物质—固体以及液体—由许多不同的原子组成。根据这些原子的质量,它们的尺寸和布置的方式,不同的物质将具有不同的密度。密度对每个单独的化合物具有特征,并定义为分除其体积的化合物的质量。换句话说,物质越多,有一定量的体积,更密集的物质是。例如,一立方厘米的岩石比立方厘米的木材更重。这是因为与木材相比,在相同的岩石中有更多的物质。

液体也可以具有不同的密度。例如,淡水在室温下为每立方厘米约一克的密度。任何化合物—liquid or solid—具有比水更高的密度将吸收,而密度低于浮动的物质。您可以通过收集植物油,玉米糖浆,洗碗肥皂,水,摩擦酒精等,通过收集几种液体来测试自己的几种液体来测试。您认为哪一个会沉入或漂浮在水中?在这项活动中了解!

材料

  • 玻璃或杯子
  • 食用色素
  • 剪刀
  • 橡皮筋(宽)
  • 小蜡
  • 冰棒棒
  • 至少两个小,透明的罐子或透明的迷你杯(两盎司)用盖子
  • 永久性标记
  • 掩盖胶带
  • 三汤匙
  • 黑玉米糖浆
  • 植物油
  • 一分钱
  • 纸巾
  • 摩擦酒精,洗碗肥皂和其他液体(可选)
  • 糖(可选)

准备

  • 在可以容忍所有液体的溢出物的工作空间中收集所有材料。
  • 用自来水填充一个杯子,加入几滴到水中着色。
  • 要求成年人帮助您切割并准备小块(约0.5厘米)的橡皮筋,冰棒棒和蜡。
  • 将两个空罐子放在你面前(没有盖子)并标记它们“1” and “2”用一块胶带和永久性标记。

程序

  • 拿一汤匙,倒入罐子里的两汤匙玉米糖浆1。
  • 用第二汤匙,小心地将两汤匙彩水倒入玉米糖浆顶部的罐子1中。 玉米糖浆顶部的水会发生什么?它混合或保持分开吗?
  • 使用第三张清洁汤匙在罐子里倒入两汤匙的植物油 “1”在彩色的水面上。 你看到液体混合吗?石油会怎么样?它漂浮在上面还是底部到底部?
  • 现在拿空罐2并添加相同的液体—但以相反的顺序。首先浇注两汤匙植物油。
  • 接下来,在上面添加两汤匙彩水。 这次水会发生什么?它是否留在顶部或底部底部?
  • 用新鲜的汤匙,小心地将两汤匙玉米糖浆倒入罐子2,在水面上。 玉米糖浆是否漂浮在其他液体的顶部?与水和油相比它在哪里?
  • 等待一两分钟让所有液体在罐子1和2.中沉淀到2.然后看看罐子,并比较不同的液体层叠的方式。 jar 1和2之间有区别吗?你期待这结果了吗?为什么你认为这些层都这样呢?
  • 现在拿着罐子1并用盖子关闭它。小心翼翼地将其倒置并将其设置在桌子上。观察不同的液体。 每个液体发生了什么?一旦罐子颠倒了,它们是如何分层的?你知道这会发生吗?
  • 将颠倒的罐子1与Jar 2一起比较几分钟后。 你现在看到分层的差异吗?每个液体发生了什么?
  • 让所有切割的物体和你的便士准备好,然后将便士落入jar 2。 便士会发生什么?
  • 接下来,拿一块橡皮筋并将其放入罐子中2.用冰棒棒将橡皮筋推到罐子的底部。确保它不粘到底部,可以自由浮动。然后放手。 橡皮筋在哪里安顿下来?它漂浮在上面,中间还是坐在底部?
  • 现在将一块蜡掉进罐子2.再次将蜡推到罐子里,但确保它不粘在罐子上’s底部或侧面。它应该可以自由漂浮。 蜡块会发生什么?它与橡皮筋相比它在哪里?
  • 最后,拿起一块冰棒棒并将其放入罐子中2.用勺子或冰棒棒淹没,然后等待它在其中一个层中沉淀。 在哪一层的冰棒棒浮子上的顶部?
  • 看看你删除进入jar 2的四个对象并比较他们的位置。 他们全部定居在同一个或不同的液体层吗? 如果他们是不同的层数,为什么你认为这是这种情况?
  • 最后,拿着jar 1,仍然颠倒,并摇晃真的很难。然后把它放回桌子上(这次,右边的)。观察发生的事情大约五到10分钟。 在你摇摇罐时,任何层都混合了吗?分层如何在五到10分钟后看?
  • 额外的: 含有三种液体(植物油,玉米糖浆和彩色水),有六种不同的组合,用于在彼此上添加不同的层。尝试所有组合并更改每次添加不同液体的顺序。 你会永远结束同一个分层结果吗?
  • 额外的: 在这项活动中,你有三层不同的液体。您可以找到可能产生第四层或第五层的其他家用液体吗?一些尝试的液体摩擦酒精或洗碗皂。 你认为他们会在你的密度栏中定居吗?
  • 额外的: 您甚至可以使用相同的液体制作密度塔,例如水。您只需通过向其添加不同量的糖来改变其密度。尝试三层不同的水—每层具有相同体积的水,但是一个用一茶匙糖,一个有两茶匙糖和三茶匙糖。将不同的颜色添加到每个液体中以更清晰地看到层。 哪个层位于顶部,底部的哪个层?糖量如何改变水的密度?这次会发生什么,如果你摇动罐子或将它颠倒过来?
  • 额外的: 尝试找到可能在密度列的不同层中沉入或浮动的不同对象。 他们会在哪一层沉淀?
  • 额外的: 您可以确定三种液体的密度随着每个液体的相同体积倒入不同的杯子,然后称重它们。 群众有多少差异?这些结果是否与您的液体如何分层同意?

观察和结果
您是否在彼此之上成功堆叠了所有三种液体以创建一个彩色密度栏目?它实际上并不重要,您将三种不同的液体添加到罐子中;这些层总是最终相同:玉米糖浆落在底部,彩色水在中间,植物油漂浮在顶部。这是因为玉米糖浆具有所有液体的最高密度,每立方厘米约1.4克,而水的密度在室温下为每立方厘米约一克。植物油比水更轻,密度为每立方厘米约0.9克,因此漂浮在水面上。即使你将罐子倒置颠倒,所以由于其不同的密度,层将重新排列到原始订单。如果你做了额外的活动并体重相同的每种液体,你应该发现玉米糖浆是最重的,其次是水,然后是植物油。

您将滴入jar 2的物体根据自己的密度定位在密度列中。橡皮筋可能沉淀在玉米糖浆上,而便士一路倒在罐子的底部。蜡应该在水层的顶部,疱疹棒应在植物油顶部一直浮动。最后,如果你真的很难摇晃着罐子,你可能已经观察到植物油仍然分开并漂浮在顶部,但玉米糖浆和水层开始混合,并且不再分开。这是由于 混杂性 不同的液体。如果液体具有非常不同的化学结构,可以制作一个极性和另一个单位的单位,它们不会混合并始终保持分开。这对于油是如此,这是一种非极性液体和水,其是极性液体。另一方面,玉米糖浆能够与水混合,从而可以溶解在其中。当你真的很难摇晃罐子时,这就是发生的事情。

您可以尝试更多的对象和液体来创造更多的层;这只是一个密度问题,可以确定它们在密度栏中定居的位置!

清理
您可以将所有液体从罐子上倒入排水管。清洁任何泄漏。

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