Зимой часто достаточно миски снега со двора, чтобы день превратился в маленькую лабораторию. Ниже девять опытов со снегом и льдом, для которых нужно только то, что есть дома: соль, стаканы, пищевой краситель, несколько кусков ткани и морозилка. Если снега нет, почти все опыты можно сделать со льдом из морозилки. Для каждого опыта указано, что понадобится, что делать, что происходит и почему, а также примерный возраст.
Статью подготовил Zinātnes teātris. Объяснения мы проверили по энциклопедии, научным изданиям и сайтам государственных учреждений.
Безопасность и подготовка
- Все опыты ребёнок делает вместе со взрослым.
- Под рабочее место положите поднос или полотенце. Тающий лёд даёт много воды, а мокрая плитка или паркет скользкие, поэтому лужи сразу вытирайте.
- Смесь льда с солью намного холоднее обычного льда. Долго держите её только в перчатках или через полотенце, иначе можно получить холодовой ожог.
- На морозе не трогайте металл языком или мокрыми руками: кожа может примёрзнуть.
- Снег не ешьте и талую воду не пейте. Городской снег собирает пыль и грязь.
- Сухой лёд и жидкий азот не подходят для домашних опытов. Температура сухого льда около -78 °C, жидкого азота около -196 °C, и если к ним прикоснуться или проглотить их, можно получить серьёзную травму.
Семь опытов со снегом и льдом
Соль, лёд и краски
Понадобятся большой кусок льда (с вечера заморозьте воду в пластиковом контейнере), большая тарелка, крупная соль и пищевой краситель или акварель, разведённая в воде. Выньте лёд из контейнера, насыпьте сверху ложку соли и через пару минут капните краску. Во льду появятся бороздки и тоннели, и краска растечётся по ним, как реки на карте. Соль растворяется в тонкой плёнке воды на льду, а солёная вода замерзает при более низкой температуре, чем пресная, поэтому там, где есть соль, лёд тает быстрее. Подходит детям с пяти лет. Краситель пачкает пальцы и ткань, так что работайте на подносе.
Рыбалка на кубик льда
Понадобятся стакан воды, кубик льда, нитка длиной сантиметров двадцать и соль. Опустите лёд в воду, положите на него конец нитки и посыпьте сверху щепоткой соли. Подождите минуту и осторожно потяните нитку: кубик повиснет на ней. Соль подтапливает лёд вокруг нитки, но талая вода разбавляет соль, и холодный лёд снова замораживает воду вместе с ниткой. Подходит детям с шести лет.
Почему снег белый
Понадобятся кубик льда, как можно более прозрачный, плотный пластиковый пакет, кухонное полотенце и скалка. Положите лёд в пакет и заверните в полотенце, а взрослый разобьёт его скалкой. Вместо прозрачного льда получится горка белой крошки. Сквозь большой кусок льда свет проходит почти без помех, а каждая мелкая крошка отражает и рассеивает свет во все стороны. Когда все цвета смешиваются, мы видим белый. Снег белый по той же причине: в нём множество кристалликов и воздух между ними. Подходит детям с пяти лет.
Сколько воды в снегу
Понадобятся прозрачный стакан или банка, фломастер и снег. Наполните стакан снегом до краёв, не утрамбовывая, и занесите в дом. Когда снег растает, отметьте уровень воды. Обычно воды получается совсем немного, потому что в снегу много воздуха. Пушистый снег даёт меньше воды, мокрый больше, так что сравните снег, собранный в разные дни. Потом процедите воду через кофейный фильтр: на нём останется пыль, которую снег собрал из воздуха. Подходит детям с пяти лет.
Вода при замерзании расширяется
Понадобятся пластиковый стаканчик, вода, фломастер и морозилка. Налейте воду до половины стаканчика, отметьте уровень и поставьте стаканчик на ночь в морозилку. Утром поверхность льда окажется выше отметки. При замерзании молекулы воды выстраиваются в кристалл с более широкими промежутками, поэтому лёд занимает больше места и его плотность примерно на 9 % меньше, чем у воды. Из-за этого кубик льда плавает в стакане, а замёрзшие зимой трубы могут лопнуть. Берите только пластик: стеклянная посуда в морозилке может треснуть. Подходит детям с пяти лет.
Какой кубик льда растает последним
Понадобятся пять одинаковых кубиков льда, шерстяной носок, фольга, бумажное полотенце, пластиковый пакет и пять тарелок. Заверните четыре кубика каждый в свой материал, пятый оставьте без обёртки и каждые пятнадцать минут проверяйте, что происходит. Дети часто думают, что в шерстяном носке лёд растает быстрее, ведь шерсть "греет". Обычно как раз в шерсти лёд держится дольше всего: шерсть удерживает воздух и плохо проводит тепло, поэтому тепло комнаты доходит до льда медленнее. Свитер греет нас так же: он удерживает наше собственное тепло. Подходит детям с шести лет.
Снежинки под лупой
Понадобятся кусок чёрной ткани или картона и лупа. Охладите ткань несколько минут на улице, чтобы снежинки на ней сразу не таяли, и ловите их во время снегопада. Рассматривайте их через лупу и не дышите на снежинки. Почти у всех снежинок шесть граней или шесть лучей, потому что молекулы воды в кристалле льда выстраиваются в шестиугольную решётку. Форма кристалла зависит от температуры и влажности, при которых росла снежинка, поэтому в разные дни снежинки выглядят по-разному. Подходит детям с пяти лет.
Новогодние опыты: мороженое в пакете и пузыри на морозе
Мороженое в пакете
Понадобятся маленький и большой пакеты с застёжкой, полстакана молока или сливок, столовая ложка сахара, четверть чайной ложки ванильного экстракта, около литра кубиков льда, полстакана соли и перчатки или полотенце. Смешайте молоко, сахар и ваниль в маленьком пакете и плотно закройте его. В большой пакет насыпьте лёд и соль, положите туда маленький пакет, закройте и трясите пять минут в перчатках или завернув в полотенце. Смесь льда с солью намного холоднее 0 °C и забирает тепло у молока, пока оно не загустеет. Снаружи на пакете может появиться иней: влага из воздуха замерзает на холодной поверхности. Перед едой сполосните маленький пакет, чтобы в мороженое не попала соль. Подходит детям с семи лет.
Мыльные пузыри, которые замерзают
Понадобятся стакан воды, две столовые ложки средства для мытья посуды, столовая ложка глицерина и чайная ложка сахара. Смешайте всё и дайте раствору постоять не меньше часа. В сильный мороз и безветрие выйдите на улицу и выдуйте пузырь на снег или на охлаждённую тарелку. В стенке пузыря начнут расти кристаллы льда, похожие на морозные узоры на окне, и пузырь превратится в хрупкий ледяной шар. Тонкая плёнка воды замерзает быстрее, чем пузырь успевает лопнуть. Подходит детям с пяти лет, малышам пузырь выдувает взрослый. Раствор щиплет глаза, и пить его нельзя.
Где увидеть больше
Опыты с ледяным холодом, светом и фокусами, часть которых можно повторить дома за праздничным столом, Zinātnes teātris показывает в спектакле "Лаборатория Рождества" для детей с пяти лет. В спектакле "Наш воздух" объясняют, из чего состоит воздух, которым мы дышим, а самые активные зрители могут увидеть свой выдох замороженным. Этот спектакль для детей с восьми лет. Спектакли идут на латышском и русском языках, даты есть в календаре. Другие идеи по возрасту собраны в статье Опыты для детей в домашних условиях.
