Przemieszczamy wodę za pomocą zjawisk kapilarnych

Woda – to podstawowe źródło życia na Ziemi. Żywią się nią rośliny, nie przetrwa bez niej ani zwierzę, ani człowiek. Jak więc trafia z ziemi do trudno dostępnych miejsc? Odpowiedź na to pytanie można zilustrować prostym eksperymentem. Dzięki niemu twoje dziecko dowie się, czym są zjawiska kapilarne i pozna podstawowe prawo przemieszczenia się cieczy.

Będą ci potrzebne:

1. Dwie/trzy przezroczyste szklanki lub kielichy.

2. Czysta woda.

3. Kilka papierowych ręczników (serwetki czy papier toaletowy).

4. Nadmanganian potasu, zieleń brylantowa lub inny barwnik (według życzenia, dla lepszej wyrazistości doświadczenia).

Instrukcja działań:

1. Postaw pustą szklankę i szklankę wypełnioną wodą obok siebie. Do szklanki z wodą dodaj jakiś barwnik. Doświadczenie można przeprowadzić również bez farbowania wody, lecz w ten sposób dziecko lepiej zobaczy jej wędrówkę.

2. Złóż papierowy ręcznik (lub kilka) w paski. Musisz otrzymać coś podobnego do knota świecy.

3. Jeden kraj papierowego ręcznika włóż do pojemnika z wodą, a inny do pustej szklanki.

4. Obserwuj, co się dzieje. Żeby zobaczyć wynik, musisz trochę poczekać. W tym czasie możesz przeprowadzić z dzieckiem inne eksperymenty lub wytłumaczyć mu, gdzie mają miejsce zjawiska kapilarne w naturze i technice.

5. Przeprowadź eksperyment z trzema szklankami i cieczami o różnych kolorach, umieść szklanki na różnych wysokościach.

Co się dzieje?

Woda zaczyna się podnosić po improwizowanej linie i powoli przemieszczać się do pustej szklanki. Będzie to bardzo dobrze widać, jeśli ufarbujesz wodę nadmanganianem potasu czy zielenią brylantową. Ręcznik papierowy będzie stopniowo zabarwiać się na czerwono czy zielono i dziecko na własne oczy zobaczy wędrówkę wody. Proces ten będzie trwał, dopóki w obu szklankach nie okaże się jednakowa ilość cieczy.

To się nazywa „zjawiskiem kapilarnym”. Dzięki niskiej gęstości wody i dużej sile przylegania do występów między włóknami papierowego ręcznika woda stopniowo przemieszcza się z jednej szklanki do innej.

Fakty

Dzięki zjawiskom kapilarnym wilgoć dostają rośliny. Wchłaniają wodę przez korzenie oraz za pomocą małych występów wewnątrz łodygi dostarczają ją liściom i owocom.

Zjawiska kapilarne także pomagają krążeniu krwi w organizmie zwierząt i ludzi. Dzięki nim krew oraz inne płyny mogą swobodnie trafiać do różnych części ciała.

Zjawiska kapilarne obserwujemy również w życiu codziennym. Procesy te odbywają się na przykład podczas dorowadzenia nafty do knota w lampie naftowej czy zwykłego wycierania się ręcznikiem.

Siła kapilarna proporcjonalnie zależy od objętości zajmowanej przez wodę. To znaczy im węższa rura, tym szybciej podniesie się woda.

Istnieje także teoria, według której na podstawie zjawisk kapilarnych można stworzyć perpetuum mobile. Woda będzie ciągle podnosiła się i trafiając do łopat powodowała ruch mechanizmu.