לכבוד הסערה שפוקדת אותנו ברגעים אלו, הנה לכם ניסוי קטן במים, מלח וקרח.

רוב החומרים בטבע מתכווצים כאשר הם קופאים. אפילו אנחנו בני האדם נוטים להתכווץ לנו בקור. אבל מה קורה למים כשהם הופכים לקרח? מיד נראה.

החומרים לניסוי

כוס שקופה מלאה במים עד למחציתה

טוש או עט עבה

מעט מים

 

אופן הניסוי

1. מסמנים על הכוס קו בגובה פני המים שממלאים אותה.

2. מניחים את הכוס במקפיא לכמה שעות, עד שהמים שבתוכה קופאים לגמרי.

3. מוציאים את הכוס מהמקפיא ובודקים לאן מגיע הקרח.

4. משאירים את המים מחוץ למקרר ורואים מה קורה.

 

הסבר מדעי

למים יש תכונה מיוחדת: בניגוד לרוב החומרים בטבע, שמתכווצים כשהם קופאים, המים דווקא מגדילים את נפחם כשהם הופכים לקרח.

תכונה זו נקראת האנומליה של המים והיא גורמת לנפחו של הקרח להיות גדול יותר מנפחם של המים. שינוי זה נובע מצפיפותם של המים שמשתנה כשהטמפרטורה יורדת.

הסיבה לכך נעוצה במבנה הכימי של מולקולת המים, המורכבת מאטום אחד של חמצן בין שני אטומי מימן. בשעת קירור מתחברות מולקולות המים אלה לאלה, ויוצרות מבנה משושה – ממש כמו כוורת של דבורים. במבנה זה יש חללים בין המולקולות, כך שאותו מספר של מולקולות תופס נפח גדול יותר.

עם זאת, מדובר בתהליך שהנו הפיך, ולכן כאשר הקרח נמס והופך בחזרה למים הם תופסים בדיוק את אותו נפח שתפסו קודם.

 

אבל מה עם המלח?

אז למה, כמו ששאלנו קודם, מפזרים מלח על הכביש בשעת סערה? הנה ניסוי קטן נוסף שיסביר זאת.

החומרים לניסוי

כוס שקופה מלאה במים עד למחציתה

כף מלח

 

אופן הניסוי

1. מפזרים את המלח לתוך כוס המים ומערבבים היטב עד שכל המלח נמס.

2. מניחים את הכוס במקפיא ומחכים כמה שעות (אותו מספר שעות שחיכינו בניסוי הקודם).

4. בודקים אם המים קפאו.

 

הסבר מדעי

הוספת המלח למים יוצרת נוזל שטמפרטורת הקיפאון שלו נמוכה יותר מזו של המים לבדם. לכן בעצם מולקולות המלח המומסות במים מקשות על מולקולות המים להתחבר אלה לאלה וליצור את המבנה הגבישי של הקרח.

בשעת סערה וטמפרטורות נמוכות נהוג לפזר גבישי מלח על הכביש, אלו מורידים את טמפרטורת הקיפאון של המים ומונעים את היווצרות שכבת הקרח המחליקה והמסוכנת.

אגב, זו גם הסיבה לכך שמי הים, שהנם מלוחים יותר ממי שתייה, אינם קופאים בטמפרטורה של אפס מעלות צלזיוס.

 

 

הניסוי באדיבות מוזיאון המדע ע"ש בלומפילד ירושלים

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


עוד באותו נושא

התגובות שלכם ...

מוצרי החודש

אני מרגיש

ספר ההפעלה הנפלא של דן שטאובר מעודד ילדים לדבר על רגשות ולפתח תקשורת טובה. מומלץ!

הורים לילדים – מה אתם מחפשים?