Цветной торнадо в бутылке

Праздники всегда наступают в последний момент. Мы всегда внезапно вспоминаем, что нужно искать подарок для коллеги по работе, одноклассника, соседа по лестничной клетке и двоюродной тети. Есть способ сделать сувенир быстро, дешево и оригинально. К тому же, вручая его, можно сообщить научное обоснование наблюдаемого эффект и продемонстрировать глубокую эрудицию.

Что потребуется

• Бутылка. Лучше выбрать емкость какой-нибудь изысканной формы.
• Пробка, которая эту бутылку закрывает плотно-плотно.
• Подсолнечное масло (осветленное).
• Пищевой краситель. Цвет выбирайте на ваш вкус, но лучше что-нибудь яркое.
• Вода (самая обычная, можно из-под крана).
• Спирт или какой-либо другой обезжириватель.
• Суперклей (чуть-чуть).

Последовательность действий

1. Аккуратно наливаем воду в нашу бутылку.
2. Засыпаем краситель.
3. Перемешиваем до тех пор, пока вода равномерно не окрасится.Только без фанатизма: не должно появляться пузырьков.
4. Добавляем сверху подсолнечное масло, до самого горлышка. Кстати, проводить данный эксперимент лучше над глубокой посудой или раковиной, чтобы не испачкать кухню.
5. Аккуратно закупориваем бутылку пробкой так, чтобы внутри не оставалось пузырьков воздуха.
6. Вынимаем пробку, добавляем буквально 5 мл подсолнечного масла Масла должно быть столько, чтобы оно «упиралось» в пробку.
7. Пробку и внутреннюю сторону горлышка бутылки обезжириваем спиртом. Обрабатываем эти поверхности суперклеем. Вставляем пробку так, чтобы жидкость не протекала и над ней было минимум воздуха.

 Вот мы и получили наш сувенир. Это бутылка с двумя жидкостями разной плотности, которые между собой не смешиваются. Что мы можем с ее помощью продемонстрировать?

Если мы перевернем бутылку донышком вверх достаточно резко, то жидкости будут проходить одна через другую, разделившись на устойчивые сферы. Если сильно потрясти бутылку, то жидкости перемешаются. Они не растворятся одна в другой, а останутся шариками разных размеров и придут в движение: одни будут тонуть, а другие всплывать, объединяясь при этом. И самый интересный, на наш взгляд, опыт — торнадо! Нужно перевернуть бутылку горлышком вниз и произвести круговые движения кистью (надеемся, вы хорошо закупорили бутылку). Жидкости при этом станут перемещаться друг относительно друга. Прекратив движение и зафиксировав сосуд перед собой, мы увидим, как происходит вращение более легкого масла и более тяжелой воды. Удивительное зрелище.

Как это работает?

Почему вода все время оказывается снизу, вполне понятно: ее плотность 1 кг/л, а у масла — 0,92–0,93 кг/л. То есть масло легче и поэтому всплывает. А вот почему две жидкости не смешиваются? Попросту говоря, молекулам проще взаимодействовать только с себе подобными, а не представителями другого вещества. А вода — полярная молекула. А масло же состоит из неполярных молекул, поэтому между ними и молекулами воды нет связей. 

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №2 (02) декабрь 2014 г.

_{Подписаться на «Кота Шрёдингера»}