Зима — идеальное время для научных экспериментов: мороз, снег и лед превращают обычный двор в лабораторию. Собрали пять зрелищных опытов, которые можно провести самостоятельно
Содержание:
- Снежный веер из кипятка
- Замерзшие мыльные пузыри
- Мгновенная заморозка воды
- Цветные ледяные скульптуры
- Снег как теплоизолятор
Низкие температуры открывают возможности для экспериментов, которые невозможны в другое время года. Вода ведет себя непривычно, воздух становится плотнее, а скорость и характер физических процессов заметно меняются. Все это позволяет наглядно увидеть законы природы — и получить эффектное зрелище.
Опыты в этой подборке не требуют специального оборудования: достаточно того, что есть дома. Главное условие для экспериментов — мороз.
1. Снежный веер из кипятка
Один из самых эффектных зимних опытов — мгновенное превращение горячей воды в снежное облако. Если выплеснуть кипяток на сильном морозе, вода не успевает долететь до земли: она рассеивается в воздухе, образуя красивый белый веер.
Что понадобится
Термос или кружка с кипятком, мороз от –25 °C и ниже.
Как провести
Вскипятите воду и перелейте ее в термос, чтобы сохранить температуру. Выйдите на улицу и резким движением выплесните воду над головой — подальше от себя. Вода мгновенно превратится в облако мелких ледяных кристаллов.
Почему это работает
Горячая вода на морозе распадается на мелкие капли и частично испаряется, из-за чего быстро теряет тепло и замерзает прямо в воздухе. Холодная вода образует крупные капли и не успевает замерзнуть до падения.
2. Замерзшие мыльные пузыри
На морозе мыльные пузыри превращаются в хрупкие ледяные шары с красивыми узорами на поверхности. Процесс кристаллизации можно наблюдать в реальном времени — по стенкам пузыря расползаются причудливые ледяные «цветы».
Что понадобится
Готовые мыльные пузыри или мыльный раствор (вода, средство для мытья посуды, немного глицерина для прочности), трубочка для выдувания, мороз от –10 °C.
Как провести
Выдуйте пузырь и аккуратно опустите его на снег или холодную поверхность. Лучше выдувать небольшие пузыри — они прочнее и замерзают равномернее. Наблюдайте, как по стенкам расползаются кристаллы льда. При температуре ниже –15 °C пузыри замерзают за несколько секунд.
Почему это работает
Мыльная пленка содержит воду, которая замерзает на морозе. Кристаллы льда зарождаются в одной точке, а затем разносятся по поверхности пузыря и разрастаются, образуя причудливые узоры — ученые называют это «эффектом снежного шара».
3. Мгновенная заморозка воды
Вода в бутылке остается жидкой при минусовой температуре, но стоит ее встряхнуть или ударить — и она мгновенно превращается в лед прямо на глазах. Выглядит как настоящее волшебство.
Что понадобится
Бутылка очищенной питьевой воды (не минеральной и не газированной), морозильная камера или мороз на улице.
Как провести
Положите закрытую бутылку с водой в морозильную камеру на полтора часа. Главное, не трясите ее и не открывайте морозилку лишний раз. Когда достанете бутылку, вода все еще будет жидкой. Теперь резко ударьте донышком о стол или встряхните — жидкость мгновенно превратится в лед.
Почему это работает
Это явление называется переохлаждением. Чистая вода без примесей может оставаться жидкой при температуре ниже 0 °C, потому что ей не хватает «центров кристаллизации» — это места, где могли бы начать расти кристаллы льда. Встряхивание, удар или контакт с поверхностью запускают процесс кристаллизации, и фронт замерзания быстро распространяется по всему объему воды.
Альтернатива: можно медленно вылить переохлажденную воду на кусочек льда — она будет застывать прямо на глазах, образуя ледяную башню.
4. Цветные ледяные скульптуры
Соль не только плавит лед, но и создает в нем причудливые каналы, которые можно раскрасить. Получаются необычные ледяные скульптуры с цветными прожилками.
Что понадобится
Большой кусок льда (можно заморозить воду в контейнере или воздушном шарике), поваренная соль, пищевые красители или акварельные краски, пипетка.
Как провести
Достаньте лед из формы и положите на поднос. Посыпьте поверхность солью — она начнет проедать каналы в толще льда. Разведите красители в воде и с помощью пипетки капайте цветную воду на лед. Краска будет проникать в каналы, создавая яркие прожилки.
Почему это работает
Соль растворяется в тонком слое воды на поверхности льда и понижает температуру замерзания. Лед тает неравномерно, образуя сеть тонких каналов. Краска проникает в эти каналы и замерзает там, создавая цветной узор.
5. Снег как теплоизолятор
Как бы парадоксально это ни звучало, снег отлично сохраняет тепло. Именно поэтому животные зарываются в него, чтобы согреться, а растения под снежным покровом не вымерзают.
Что понадобится
Термометр, сугроб, морозная погода.
Как провести
Измерьте температуру воздуха. Затем закопайте термометр глубоко в сугроб (на 30–40 см) и подождите несколько минут. Сравните показания: под снегом температура будет значительно выше, чем на поверхности.
Почему это работает
Рыхлый снег на 90–95% состоит из воздуха, заключенного между кристаллами льда. Воздух обладает низкой теплопроводностью, поэтому он замедляет уход тепла наружу. По этому же принципу работают пуховики и термосы — тепло сохраняется благодаря воздушным прослойкам.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.