Vesiteemaiset tiedekokeet

Tältä sivulta löytyvät vesiteemaiset tiedekokeet linkittyvät Tiedekeskus Heurekan Vesi - elämän virta -näyttelyyn. Kokeita suorittamalla voit osallistua myös Ilmastoetsivät Juniori -kouluprojektiin. Lue aiheesta lisää kouluprojektin sivulta.

Pisaroittain vettä

Ihmeellistä! Voiko vesi todella taipua tällä tavalla?

Tarvikkeet:

  • Kolikko

  • Vettä

  • Pipetti

Vaihe 1

Ota kolikko; 1 euron tai 2 euron kolikko käy hyvin. Ota pipettiin vettä ja pudota vettä pisara kerrallaan kolikon päälle.

Vaihe 2

Kuinka monta pisaraa vettä kolikon päälle mahtuu? Seuraa, miltä kolikko näyttää.

  • Järjestä kilpailu kavereiden kesken / luokassa. Kaikilla on oltava samanlainen kolikko, jotta voitte kisata siitä, kuinka monta pisaraa onnistutte mahduttamaan kolikon päälle.

  • Vedellä on suuri pintajännitys. Se johtuu samasta asiasta kuin veden monet muutkin erikoiset ominaisuudet. Vesimolekyylin suuresta poolisuudesta eli siitä, että molekyylin happipää on negatiivinen ja kahden vedyn muodostama toinen pää positiivinen. Vesimolekyylien välisen keskinäiset vetovoimat ovat paljon suuremmat kuin veden ja ilman väliset. Siksi veden pinta on kuin kireä kalvo, joka vetää kolikon päällä vedenpinnan hieman kuperaksi.

  • Olet varmaan joskus nähnyt vesimittareiden "luistelevan" veden päällä. Ne käyttävät hyväkseen veden suurta pintajännitystä.

Pysyykö pinnalla?

Miksi lumme kelluu ja kivi vajoaa pohjaan? Entä miten vedestä nousevat kaasukuplat vaikuttavat asiaan? Tähän ilmiöön voit tutustua myös Heureka-klassikot -näyttelyn Liikaa ilmaa -näyttelykohteella.

Tarvikkeet:

  • kaksi läpinäkyvää vesiastiaa

  • vettä

  • kivennäisvettä

  • rusinoita

  • erilaisia esineitä (korkkeja, pyyhekumeja, lämpökynttilöitä, legoja tai muita pieniä leikkikaluja, kolikoita ... )

Vaihe 1

Täytä toinen vesiastia vedellä ja toinen kivennäisvedellä. Kelluvatko rusinat jommassakummassa vedessä? Testaa. Miksi ne kelluvat tai uppoavat? Miksi rusinat liikkuvat edestakaisin kivennäisvedessä? Yrittäkää muotoilla yksi rusina niin, että se kelluu veden pinnalla.

Vaihe 2

Kokeile myös muilla esineillä. Kelluvatko ne vai uppoavatko? Miksi?

  • Olet juuri tutkinut loistoesimerkkiä Arkhimedeen laista. Toisin sanoen olet tutkinut fysikaalista periaatetta, joka selittää, mikä saa esineet kellumaan. Esinettä nostava voima on yhtä suuri kuin sen nestemäärän paino, jonka esine vedessä syrjäyttää. Siksi esineet, joiden tiheys on pienempi kuin nesteen, pysyvät pinnalla. Kun esineen tiheys on suurempi kuin veden, se uppoaa, koska nostovoima ei riitä pitämään sitä pinnalla.

    Rusinatempussa kaasu kuplat (hiilihappo) kiinnittyvät rusinoiden ryppyiseen pintaan ja saavat ne nousemaan ylös. Kun rusina nousee pintaan, kaasukuplat hajoavat ja rusina vajoaa jälleen kivennäisveteen. Tämä tarkoittaa, että kaasu ja rusina muodostavat yhdessä kokonaisuuden, jonka keskimääräinen tiheys on pienempi kuin veden.

  • Laivojen rungot rakennetaan nykyisin metallista. Vaikka metallin tiheys on suurempi kuin veden, laivat pysyvät pinnalla rakenteensa ansiosta. Laitojen alapuolella oleva ilma on mukana siinä tilavuudessa, jonka mukaan laivan tiheys vedessä lasketaan. Jos tämä tiheys on pienempi kuin veden tiheys, laiva pysyy pinnalla.

    Kaloilla on niin sanottu ilmarakko, jonka kokoa ne voivat säädellä. Suurentamalla ilmarakkoaan kala pystyy kohoamaan itsestään ylöspäin vedessä ja vastaavasti sitä pienentämällä laskeutumaan pohjaan.

Raskasta vettä?

Voiko vesikerroksia kasata päällekäin?

Tarvikkeet:

  • Koeputki

  • Kylmää ja kuumaa vettä

  • Pipetti

  • Sinistä ja punaista elintarvikeväriä

  • Kaksi pienehköä lasia tai mukia

Vaihe 1

Täytä toinen laseista tai mukeista mahdollisimman kylmällä vedellä.  Lisää kylmän veden joukkoon 10–15 pisaraa sinistä elintarvikeväriä.​

Vaihe 2

Täytä toinen lasi tai muki kuumalla vedellä. Lisää kuuman veden joukkoon 10–15 pisaraa punaista elintarvikeväriä.​ (Kuuman veden ei tule olla polttavan kuumaa.)

Vaihe 3

Pipetoi sinistä vettä 3–4 pipetillistä koeputken pohjalle.​ 

Vaihe 4

Kallista koeputkea ja pipetoi putken reunaa pitkin varovasti puristaen punaista vettä 3–4 pipetillistä. 

  • Tyhjennä koeputki ja kokeile pipetoida koeputkeen ensin punainen vesi ja sitten sininen. Mitä havaitset?

  • Veden tiheys riippuu sen lämpötilasta. Kokeen siniseksi värjätty kylmä vesi oli tiheämpää kuin kuuma vesi, minkä vuoksi se jäi koeputken pohjalle.  Punaiseksi värjätty kuuma vesi jäi kevyempänä lepäämään kylmän sinisen veden päälle.  Saman ilmiön voit tuntea uidessasi luonnonvesissä kesällä: eri lämpöiset vedet kerrostuvat. Pohjalla oleva vesi on kylmempää ja raskaampaa kuin pinnalla oleva vesi. 

  • Hämmentävää kyllä, kokeen tulokset eivät päde aivan joka tilanteessa: Vesi on tiheimmillään, kun sen lämpötila on 4 °C eli se on tiheämpää kuin vesi, jonka lämpötila on esimerkiksi 2 °C tai 6 °C. Kun siirrytään pakkasen puolelle, vesi jäätyy ja jää kelluu veden pinnalla. Nestemäinen vesi on siis tiheämpää kuin vesijää.