Stacking Liquids (Italiano)

Concetti chiave
Fisica
Chimica
Densità
Liquidi

Introduzione
Probabilmente sapete che quando gli oggetti solidi sono collocati in liquido, possono affondare o galleggiare. Ma lo sapevate che i liquidi possono anche affondare o galleggiare? Infatti, è possibile impilare diversi strati di liquidi uno sopra l’altro. La chiave è che tutti i diversi livelli devono avere densità diverse., È possibile impilarli raccogliendo diversi liquidi con una gamma di densità o variando la densità di un liquido aggiungendo sostanze chimiche come zucchero o sale ad esso. Se scegli liquidi colorati o aggiungi coloranti alimentari a ogni strato, puoi persino creare un intero arcobaleno di colori in un unico bicchiere! Vuoi vedere di persona? In questa attività scientifica impilerai diversi liquidi-uno per uno-e creerai una colorata colonna di densità!

Sfondo
Se un oggetto affonda o galleggia dipende dalla sua densità rispetto alla densità del liquido in cui è caduto., Tutti i tipi di materia-solidi e liquidi – sono costituiti da molti atomi diversi. A seconda della massa di questi atomi, delle loro dimensioni e del modo in cui sono disposti, diverse sostanze avranno densità diverse. La densità è caratteristica per ogni singolo composto e definita come la massa di un composto diviso per il suo volume. In altre parole, più materia c’è in una certa quantità di volume, più densa è una sostanza. Un centimetro cubo di roccia, ad esempio, è molto più pesante di un centimetro cubo di legno., Questo perché c’è molta più materia nello stesso volume di roccia rispetto al legno.

I liquidi possono anche avere densità diverse. L’acqua dolce, ad esempio, ha una densità di circa un grammo per centimetro cubo a temperatura ambiente. Qualsiasi composto-liquido o solido-che ha una densità superiore all’acqua affonderà mentre le sostanze con una densità inferiore a quella galleggeranno. Puoi testarlo da solo raccogliendo diversi liquidi che hai nella tua cucina come olio vegetale, sciroppo di mais, sapone per piatti, acqua, alcool e altro ancora., Quale di questi pensi che affonderà o galleggerà nell’acqua? Scoprilo in questa attività!,

Preparazione

• Raccogliere tutti i materiali a un’area di lavoro che può tollerare perdite di tutti i liquidi.,
• Riempire una tazza con acqua di rubinetto e aggiungere un paio di gocce di colorante alimentare all’acqua.
• Chiedi ad un adulto di aiutarti a tagliare e preparare piccoli pezzi (circa 0,5 per 0,5 centimetri) dell’elastico, del bastone del ghiacciolo e della cera.
• Posiziona i due barattoli vuoti di fronte a te (senza i coperchi) e etichettali “1” e “2” con un pezzo di nastro adesivo e il pennarello indelebile.

Procedura

• Prendi un cucchiaio pulito e versa due cucchiai di sciroppo di mais nel barattolo 1.,
• Con il secondo cucchiaio, versare con cura due cucchiai di acqua colorata nel barattolo 1 sopra lo sciroppo di mais. Cosa succede all’acqua sopra lo sciroppo di mais? Si mescola o rimane separato?
• Usa il terzo cucchiaio pulito per versare due cucchiai di olio vegetale nel barattolo “1” sopra l’acqua colorata. Vedi la miscelazione dei liquidi? Cosa succede al petrolio? Galleggia sopra o affonda verso il basso?
• Ora prendi il barattolo vuoto 2 e aggiungi gli stessi liquidi, ma in ordine inverso. Inizia versando due cucchiai di olio vegetale.,
• Quindi, aggiungere due cucchiai di acqua colorata in cima. Cosa succede all’acqua questa volta? Rimane in cima o affonda verso il basso?
• Con un cucchiaio fresco, versare con cura due cucchiai di sciroppo di mais nel barattolo 2, sopra l’acqua. Lo sciroppo di mais galleggia sopra gli altri liquidi? Dove si deposita rispetto all’acqua e all’olio?
• Attendere uno o due minuti per lasciare che tutti i liquidi si depositino nei barattoli 1 e 2. Quindi guarda entrambi i barattoli e confronta come sono stratificati i diversi liquidi. C’è una differenza tra jar 1 e 2? Ti aspettavi questo risultato?, Perché pensi che gli strati siano risultati in questo modo?
• Ora prendi il barattolo 1 e chiudilo con un coperchio. Giralo con cautela e mettilo di nuovo sul tavolo. Osservare i diversi liquidi. Cosa sta succedendo a ciascuno dei liquidi? Come vengono stratificati una volta che il barattolo è capovolto? Sapevi che sarebbe successo?
• Confronta il barattolo capovolto 1 con il barattolo 2 dopo un paio di minuti. Vedi qualche differenza nella stratificazione ora? Cosa è successo a ciascuno dei liquidi?
• Prepara tutti i tuoi oggetti cut-up e il tuo penny, quindi lascia cadere il penny nel barattolo 2. Cosa succede al penny?,
• Quindi, prendi il pezzo di elastico e lascialo cadere nel barattolo 2. Con il bastone del ghiacciolo spingere l’elastico fino al fondo del barattolo. Assicurarsi che non si attacchi al fondo e può galleggiare liberamente. Allora lasciami andare. Dove si deposita l’elastico? Galleggia sopra, nel mezzo o si siede sul fondo?
• Ora lascia cadere il pezzo di cera nel barattolo 2. Ancora una volta, spingere la cera fino in fondo nel barattolo, ma assicurarsi che non si attacchi al fondo o ai lati del barattolo. Dovrebbe essere in grado di galleggiare liberamente. Cosa succede al pezzo di cera? Dove si deposita rispetto all’elastico?,
• Ultimo, prendere il pezzo di bastone ghiacciolo e rilasciarlo nel vaso 2. Immergilo con un cucchiaio o un bastoncino di ghiacciolo e attendi che si depositi in uno degli strati. In cima a quale strato galleggia il pezzo di bastone del ghiacciolo?
• Guarda tutti e quattro gli oggetti che hai lasciato cadere in jar 2 e confronta le loro posizioni. Si sono sistemati tutti nello stesso o in diversi strati liquidi? Se sono in strati diversi, perché pensi che questo sia il caso?
• Infine, prendi il barattolo 1, che è ancora capovolto, e scuotilo davvero forte. Quindi rimettilo sul tavolo (questa volta, a destra verso l’alto)., Osserva cosa succede per circa cinque o 10 minuti. Qualcuno degli strati si è mescolato mentre scuotevi il barattolo? Come funziona la stratificazione dopo cinque o 10 minuti?
• Extra: Con tre liquidi (olio vegetale, sciroppo di mais e acqua colorata) ci sono sei diverse combinazioni per aggiungere i diversi strati uno sopra l’altro. Prova tutte le combinazioni e cambia l’ordine di aggiungere i diversi liquidi ogni volta. Finirai sempre con lo stesso risultato di stratificazione?
• Extra: In questa attività hai avuto tre strati di liquidi diversi., Riesci a trovare altri liquidi domestici che potrebbero fare un quarto o quinto strato? Alcuni liquidi da provare sono alcool o sapone per piatti. Dove pensi che si sistemeranno nella tua colonna di densità?
• Extra: Puoi persino creare una torre di densità usando lo stesso liquido, come l’acqua. Devi solo cambiare la sua densità aggiungendo diverse quantità di zucchero ad esso. Prova tre diversi strati di acqua—ogni strato con lo stesso volume d’acqua, ma uno con un cucchiaino di zucchero, uno con due cucchiaini di zucchero e uno con tre cucchiaini di zucchero., Aggiungi colori diversi a ciascun liquido per vedere gli strati più chiaramente. Quale strato è in alto e quale strato in basso? In che modo la quantità di zucchero cambia la densità dell’acqua? Cosa succederà questa volta se scuoti il barattolo o lo capovolgi?
• Extra: prova a trovare diversi oggetti che potrebbero affondare o galleggiare nei diversi livelli della colonna densità. In quale strato si sistemeranno?
• Extra: Puoi scoprire quanto variano le densità dei tre liquidi versando lo stesso volume di ciascun liquido in una tazza diversa e poi pesando ciascuno di essi., Quanto differiscono le masse? Questi risultati sono d’accordo con le tue scoperte su come i liquidi sono stratificati?

Osservazioni e risultati
Hai impilato con successo tutti e tre i liquidi uno sopra l’altro per creare una colonna di densità colorata? In realtà non importa in quale ordine aggiungi i tre diversi liquidi nel tuo barattolo; gli strati finiranno sempre per essere gli stessi: lo sciroppo di mais si deposita sul fondo, l’acqua colorata è al centro e l’olio vegetale galleggia sulla parte superiore. Questo perché lo sciroppo di mais ha la più alta densità di tutti i liquidi, circa 1.,4 grammi per centimetro cubo mentre la densità dell’acqua è di circa un grammo per centimetro cubo a temperatura ambiente. L’olio vegetale è più leggero dell’acqua con una densità di circa 0,9 grammi per centimetro cubo e quindi galleggia sopra l’acqua. Anche se capovolgi il barattolo, i livelli si riorganizzano nell’ordine originale a causa delle loro diverse densità. Se hai fatto l’attività extra e pesato lo stesso volume di ciascun liquido, avresti dovuto scoprire che lo sciroppo di mais era il più pesante, seguito dall’acqua e poi dall’olio vegetale.,

Gli oggetti che hai lasciato cadere nel jar 2 si sono sistemati nella colonna densità in base alle loro densità. L’elastico probabilmente si stabilì sopra lo sciroppo di mais mentre il penny cadde fino al fondo del barattolo. La cera avrebbe dovuto poggiare sopra lo strato d’acqua e il bastone del ghiacciolo avrebbe dovuto galleggiare fino in cima all’olio vegetale. Infine, se hai scosso il barattolo davvero forte, potresti aver osservato che l’olio vegetale si separava e galleggiava ancora sopra, ma lo sciroppo di mais e lo strato d’acqua iniziavano a mescolarsi e non si separavano più molto facilmente., Ciò è dovuto alla miscibilità dei diversi liquidi. Se i liquidi hanno una struttura chimica molto diversa che rende uno polare e l’altro non polare, non si mescolano e rimangono sempre separati. Questo è vero per l’olio, che è un liquido non polare, e l’acqua, che è un liquido polare. Lo sciroppo di mais, d’altra parte, ha la capacità di mescolarsi con l’acqua e quindi può dissolversi in esso. Questo è ciò che accade quando si agita il barattolo davvero forte.,

Puoi provare molti più oggetti e liquidi per creare ancora più livelli; è solo una questione di densità che determinerà dove si depositano nella tua colonna di densità!

Cleanup
Puoi versare tutti i liquidi dai barattoli nello scarico. Pulire eventuali fuoriuscite.

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Questa attività ti ha portato in collaborazione con Science Buddies