Зимові експерименти: магія морозу, що змінює світ

Зима – чудова пора для юних дослідників, які прагнуть отримати нові знання! Так-так, узимку можна (і потрібно!) проводити цікаві експерименти, які дивують, захоплюють та, звісно, вчать новому! Наприклад, чи знають ваші учні, що вода має магічні властивості? Тоді саме час дізнатися!

1. Розтопити лід

Що перевіряємо: чи збільшиться об’єм води після того, як розтане лід?
Знадобиться: прозора склянка, тепла вода, кубик льоду.
Час проведення досліду: 5 хв.
Перебіг експерименту:

1. Заповніть склянку теплою водою (до краю!).
2. Обережно опустіть у неї кубик льоду.
3. Уважно спостерігайте за тим, як зміниться рівень води, коли лід почне танути. Що відбувається?

Результат: хоча кубик розтанув, склянка не переповнилася. Чому так сталося? Коли вода замерзає, утворюється лід: він розширюється та займає більший об'єм, ніж така сама кількість води. Тому коли кубик льоду розтане, кількість води не зміниться.

2. Чому лопнула пляшка?

Що перевіряємо: здатність води до розширення під час замерзання.
Знадобиться: пластикова та скляна пляшка, пробка, поліетиленовий мішок, вода.
Час проведення досліду: близько доби.
Перебіг експерименту:

1. Заповніть скляну та пластикову пляшки водою.
2. Міцно закрутіть обидві пляшки.
3. Покладіть скляну пляшку у поліетиленовий пакет.
4. Винесіть обидві пляшки на мороз (або покладіть у морозильник).
5. Наступного дня погляньте на результат.

Результат: скляна пляшка лопне. Воді не вистачає місця всередині, тому вона з силою розірве скло (якщо ви будете уважні, то у певний момент почуєте тріск із морозильника). А от пластикова пляшка має великі шанси пережити такий експеримент, оскільки її стінки більш гнучкі. 

3. Метаморфози пляшки

Що перевіряємо: залежність об’ємів газу від температури.
Знадобиться: пластикова пляшка з кришкою.
Час проведення досліду: 10-15 хв.
Перебіг експерименту:

1. Візьміть порожню пластикову пляшку, закрийте кришкою та винесіть на мороз.
2. Через певний час погляньте на результат та знову занесіть пляшку у тепле приміщення.

Результат: пляшка стиснеться, адже внаслідок зниження температури об’єм газу зменшується. У теплому приміщенні пляшка повернеться до початкової форми, адже об'єм газу знову збільшиться. 

4.  Мороз у кружці

Що перевіряємо: як відбувається швидке поглинання тепла.
Знадобиться: металева кружка, сіль, вода, плаский посуд, рукавички або кухонні прихватки.
Час проведення досліду: 10 хв.
Перебіг експерименту:

1. Покладіть у кружку сніг.
2. Налийте у посуд трохи води та поставте на нього кружку.
3. Висипте на сніг дві столові ложки солі та перемішайте, аби рівномірно розподілити її по снігу.
4. Почекайте дві хвилини, а потім, вдягнувши рукавички, спробуйте підняти кружку. 

Результат: кружка примерзне до снігу. Сіль зменшує температуру плавлення снігу, тож він почне швидко танути, одночасно у великих об’ємах поглинаючи тепло з води, яка перетвориться на лід. 

5. Миттєве замерзання

Що перевіряємо: як відбувається процес кристалізації.
Знадобиться: дві пляшки дистильованої води, морозна погода, кубик льоду.
Час проведення досліду: доба.
Перебіг експерименту:

1. Візьміть пляшки з чистою дистильованою водою та на ніч виставте на вулицю.
2. Уранці ви побачите, що вода у них не замерзла. Акуратно візьміть одну пляшку та вдарте по ній (або потрусіть). Вода миттєво перетвориться на кригу.
3. Акуратно візьміть другу пляшку, відкрийте.
4. Розбийте кубик льоду на дрібні шматочки та киньте декілька у пляшку. По воді має пройти хвиля замерзання.

Результат: вода перетворюється на лід уже за температури 0°С. Утім, дистильована вода в закритій пляшці не замерзне навіть у -20°С. Причина у відсутності домішок, що і виступають центрами кристалізації. Отже, для запуску ланцюжкової реакції кристалізації потрібен зовнішній подразник. Кожен кристал льоду, що потрапить у воду, стане основою, на поверхні якої виросте наступний.

6. Дивовижна таємниця молока

Що перевіряємо: замерзання рідини, що складається з кількох речовин.
Знадобиться: стаканчик, молоко.
Час проведення досліду: доба.
Перебіг експерименту:

1. Налийте молоко у стаканчик та залиште на морозі на ніч.
2. Уранці заберіть стаканчик із замерзлим молоком до теплої кімнати.
3. При кімнатній температурі молоко розтане, але його консистенція зміниться. Рідина розшарується чи навіть згорнеться. 

Результат: молоко – складна суміш білків, жиру і води. Саме тому рідина легко замерзає, втім, після розмороження вода і жир розшаровуються, а білок розпадається. І молоко згортається. Отож, заморожене молоко зіпсується, втратить вершковий смак, і розмороження не врятує ситуацію.

7. Швидкість молекул.

Що перевіряємо: швидкість руху молекул у теплій та холодній воді.
Знадобиться: склянка гарячої та склянка холодної води, фарба/чорнила, піпетка.
Час проведення досліду: 10 хв.
Перебіг експерименту:

1. Заповніть склянки однаковою кількістю води. Одну – холодною, іншу – гарячою.
2. Наберіть фарбу у піпетку та капніть в обидві склянки.
3. Спостерігайте за процесом поширення барвника.

Результат: ви помітите, що у гарячій воді фарба розподіляється рівномірніше і швидше, ніж у холодній. А все завдяки молекулам гарячої води, які рухаються швидше.

Перелічені експерименти прості та цікаві, а ще – здебільшого не потребують багато часу. Тож провести їх можна просто у школі! А деякі експерименти школярі без проблем та із задоволенням проведуть удома.